Системы освещения

Энергетическое обследование систем освещения позволяет установить, как фактический расход электроэнергии связан с освещённостью рабочих поверхностей, распределением светильников по функциональным зонам и продолжительностью их работы. Основная задача — определить, соответствует ли потребление электроэнергии действительной потребности помещений в освещении и насколько эффективно существующая система обеспечивает необходимые условия.

Особенность освещения заключается в том, что одинаковая установленная мощность может использоваться совершенно по-разному. В одном помещении светильники работают только во время присутствия людей, в другом — по общему расписанию здания, а в третьем — непрерывно из-за особенностей технологического процесса. При этом продолжительность включения не всегда соответствует времени, когда освещение действительно необходимо.

Для оценки энергоэффективности недостаточно подсчитать количество светильников и умножить их паспортную мощность на продолжительность рабочего дня. Необходимо определить фактические часы работы, уровни освещённости, способы управления и границы электрического учёта.

При энергоаудите систем освещения в Тамбове и Тамбовской области программа обследования определяется назначением помещений, схемой электроснабжения, характеристиками светильников и доступностью эксплуатационных данных. Наличие избыточного потребления или технических недостатков устанавливается по результатам измерений, а не предполагается заранее.

Почему освещённость, зонирование и часы работы необходимо анализировать совместно

Энергетическая эффективность освещения зависит от трёх взаимосвязанных составляющих: количества и характеристик установленного оборудования, необходимости освещения конкретных зон и времени работы светильников.

Каждая составляющая отвечает на самостоятельный вопрос.

• Освещённость. Обеспечивает ли система необходимое количество света на соответствующих рабочих поверхностях и участках помещений?
• Зонирование. Можно ли управлять освещением отдельных помещений и функциональных участков независимо от зон с другими режимами эксплуатации?
• Фактические часы работы. Сколько времени светильники действительно находятся во включённом или регулируемом состоянии и насколько это соответствует потребности?

Если оценивать только мощность освещения, можно не заметить, что оборудование работает значительно дольше необходимого периода.

Если рассматривать только продолжительность работы, можно упустить ситуацию, когда светильники обеспечивают недостаточную освещённость или неправильно распределяют световой поток.

Если проверять только уровень освещённости, невозможно оценить энергетический эффект зонирования и автоматического управления.

Поэтому профессиональное обследование должно связать светотехнические измерения с электрической нагрузкой и фактическими режимами эксплуатации.

Из каких составляющих формируется электрическое потребление освещения

Энергетический баланс — количественное сопоставление поступающей энергии с её использованием и потерями внутри определённой границы обследования.

Для системы освещения основным энергетическим потоком является электрическая энергия, поступающая к осветительным установкам.

Однако состав потребления зависит от принятой границы измерения.

В энергетическую модель могут входить:

• Источники света. Электрическая энергия используется для создания светового излучения.
• Пускорегулирующее оборудование. При наличии соответствующих устройств учитывается энергия, необходимая для питания и регулирования источников света.
• Драйверы светодиодных светильников. Участвуют в преобразовании и регулировании электрической энергии.
• Системы управления. Контроллеры, датчики и другие устройства при наличии могут иметь собственное потребление.
• Распределительные линии. При передаче электрической энергии возникают технические потери, которые необходимо отличать от конечного потребления освещения.
• Смежные нагрузки. Если осветительные группы подключены к общему распределительному щиту с другим оборудованием, его показания могут включать не только освещение.

Например, паспортная мощность отдельного источника света не всегда равна полной активной мощности светильника в рабочем режиме. Необходимо учитывать электрические характеристики всего изделия, включая соответствующие устройства питания.

Аналогично мощность, измеренная на вводе распределительного щита, может включать дополнительные нагрузки. До проверки схемы подключения её нельзя считать потреблением исключительно освещения.

Как освещённость связана с энергетической эффективностью

Освещённость характеризует количество светового потока, приходящегося на единицу площади поверхности. Она измеряется в люксах и используется для оценки световых условий на рабочих местах и других функциональных участках.

Однако значение освещённости не определяется только мощностью светильника.

На фактический результат влияют:

• световой поток источников света;
• светораспределение светильников;
• высота и способ установки оборудования;
• геометрия помещения;
• расположение рабочих поверхностей;
• отражающие свойства стен, потолка и других поверхностей;
• состояние светильников и их оптических элементов;
• доступность естественного освещения;
• режим работы и регулирования оборудования.

Например, помещение с высокой установленной мощностью освещения не обязательно имеет равномерную освещённость. Отдельные рабочие зоны могут получать недостаточно света, тогда как другие участки освещаются значительно интенсивнее необходимого.

Следовательно, задача энергетического обследования состоит не в механическом уменьшении мощности, а в проверке соответствия фактического светового результата назначению помещения.

Для этого необходимо проводить измерения освещённости в характерных точках и условиях эксплуатации.

Почему общая освещённость помещения не характеризует все рабочие зоны

В одном помещении могут существовать участки с различными зрительными задачами. Например, рабочие столы, проходы, места обслуживания оборудования и складские зоны могут иметь разные условия использования.

При энергетическом обследовании необходимо установить, где именно требуется определённый уровень освещения.

Для этого рассматриваются:

• назначение каждого функционального участка;
• расположение рабочих мест;
• характер выполняемых зрительных операций;
• расположение светильников относительно рабочих поверхностей;
• фактические уровни освещённости;
• равномерность распределения света;
• условия использования естественного освещения;
• возможность независимого управления отдельными группами.

Например, измерение освещённости в центре производственного помещения не позволяет автоматически оценить условия у каждого рабочего места.

На результат могут влиять расположение оборудования, затенение и особенности светораспределения.

Поэтому контрольные точки выбираются с учётом фактического назначения зон, а не только геометрических размеров помещения.

При необходимости дополнительно проверяются характеристики освещения, влияющие на зрительные условия, но такие показатели не следует подменять одним значением потребляемой электрической мощности.

Зонирование освещения: почему оно влияет на расход электроэнергии

Зонирование освещения — разделение светильников на функциональные группы, которыми можно управлять с учётом назначения помещений и фактической потребности в свете.

Для энергетической оценки зонирование важно потому, что разные участки здания могут использоваться в разное время.

Например, в административном здании рабочие кабинеты, коридоры, переговорные и технические помещения не обязательно эксплуатируются по единому расписанию.

При отсутствии независимого управления освещение одной зоны может продолжать работать из-за использования соседней.

В зависимости от фактической планировки и электроснабжения рассматриваются:

• Зоны постоянного присутствия. Помещения, в которых освещение требуется на протяжении продолжительных рабочих периодов.
• Зоны периодического использования. Переговорные, вспомогательные помещения и другие участки с переменной занятостью.
• Проходные пространства. Коридоры, лестницы и другие зоны, режимы которых определяются их назначением и условиями эксплуатации.
• Производственные участки. Зоны, связанные с работой отдельных технологических линий или оборудования.
• Складские зоны. Участки с возможной неодинаковой интенсивностью операций.
• Зоны с естественным освещением. Помещения, где потребность в искусственном свете может изменяться в зависимости от дневных условий.

Само наличие отдельных выключателей не гарантирует эффективного зонирования. Необходимо проверить, какие светильники действительно объединены в группы, как ими управляют и соответствует ли это фактическому использованию помещений.

Как проверить фактические часы работы светильников

Продолжительность включения является одной из основных составляющих энергетического потребления освещения.

Однако установленный график работы здания и фактические часы работы светильников могут не совпадать.

Например, административное помещение может использоваться восемь часов, а освещение оставаться включённым до начала и после окончания рабочего дня.

В других случаях отдельные зоны могут эксплуатироваться вне общего расписания, поэтому длительная работа освещения будет необходимой.

Для проверки фактических часов используют:

• графики эксплуатации помещений;
• расписания работы подразделений;
• журналы включения и отключения;
• данные систем управления освещением при их наличии;
• интервальные измерения электрической мощности;
• сведения о работе отдельных групп светильников;
• наблюдения в характерные периоды эксплуатации.

Если система не имеет автоматической регистрации, фактическую продолжительность работы можно исследовать с помощью временных измерений и наблюдений.

При этом необходимо учитывать не только время включения, но и возможные режимы регулирования мощности.

Например, регулируемые светодиодные светильники могут работать на разных уровнях светового потока. Для расчёта энергопотребления необходимо установить активную мощность в соответствующих состояниях.

Почему время включения не всегда равно времени полного потребления

Современная система освещения может работать с несколькими уровнями мощности.

При наличии регулирования светового потока одинаковая продолжительность включения не обязательно означает одинаковый расход электроэнергии.

Для количественной оценки требуется различать:

• работу при полной мощности;
• работу при частичном уровне регулирования;
• отключённое состояние;
• потребление оборудования управления в дежурном режиме;
• переходные состояния, если они существенно влияют на рассматриваемый баланс.

Например, две группы светильников могут быть включены по десять часов в сутки, но одна постоянно работать на полной мощности, а другая — часть времени с уменьшенным световым потоком.

Их энергопотребление будет определяться не только временем работы, но и фактической мощностью в каждом режиме.

Поэтому расчёт по одной паспортной величине допустим лишь тогда, когда она соответствует реальной работе оборудования либо когда соответствующее допущение обосновано.

Как определить влияние естественного освещения

Естественное освещение может уменьшать потребность в искусственном свете в определённые часы и в отдельных зонах помещения.

Однако его влияние зависит от ориентации здания, геометрии оконных проёмов, погодных условий, времени суток и расположения рабочих поверхностей.

При обследовании проверяют:

• какие помещения получают естественный свет;
• как изменяется освещённость в течение рабочего периода;
• какие участки остаются недостаточно освещёнными без искусственного света;
• имеется ли возможность раздельного управления светильниками возле окон и в глубине помещения;
• используется ли автоматическое регулирование по освещённости;
• как фактический режим управления влияет на потребляемую мощность.

Например, в помещении с большими окнами одна часть рабочих мест может получать достаточное естественное освещение, тогда как удалённые зоны требуют искусственного света.

Если все светильники включаются одной группой, возможность уменьшения потребления зависит от реальной схемы управления и необходимой освещённости каждого участка.

Поэтому нельзя рассчитывать экономию только по площади остекления. Требуются измерения или обоснованная модель изменения освещённости и электрического потребления.

Датчики присутствия: как проверить возможный энергетический эффект

При наличии или рассмотрении датчиков присутствия важно установить, как часто и на какое время соответствующая зона фактически используется.

Автоматическое отключение освещения может уменьшать продолжительность работы светильников в помещениях с переменной занятостью. Однако величина результата зависит от эксплуатационного режима и корректности настройки системы.

Для оценки рассматривают:

• фактическую частоту использования помещения;
• продолжительность периодов отсутствия людей;
• характер выполняемых работ;
• необходимость сохранения освещения по условиям эксплуатации;
• параметры задержки отключения;
• электрическую мощность управляемой группы;
• собственное потребление устройств управления;
• возможность ложных включений или отключений.

Например, установка датчика в помещении с практически непрерывным присутствием людей может не привести к существенному уменьшению часов работы светильников.

В то же время помещение с продолжительными периодами отсутствия пользователей может иметь иной потенциал изменения режима.

Следовательно, эффективность автоматического управления определяется фактической занятостью, а не самим фактом установки датчика.

Как проверить расписания и автоматическое управление освещением

Система управления может включать ручные выключатели, таймеры, датчики освещённости, датчики присутствия и централизованные контроллеры.

Наличие автоматизации не означает, что фактические режимы соответствуют потребности помещений.

При обследовании необходимо сопоставить:

• предусмотренный алгоритм управления;
• фактические настройки расписаний;
• состояния управляемых групп;
• продолжительность включения;
• занятость соответствующих зон;
• уровни освещённости;
• потребляемую активную мощность;
• возможные ручные переопределения автоматического режима.

Например, централизованная система может включать освещение всего этажа по одному расписанию, хотя отдельные помещения используются в разные часы.

Это становится основанием для проверки зонирования. Но перед изменением алгоритма необходимо определить требуемые условия освещения и ограничения эксплуатации.

Автоматическое управление должно обеспечивать необходимый световой результат, а не только сокращать время работы оборудования.

Как рассчитать фактическое энергопотребление осветительной группы

Для системы с практически постоянной активной мощностью энергетическое потребление за определённый период зависит от мощности и продолжительности работы.

Если группа светильников имеет переменную мощность, необходим учёт отдельных режимов.

Для расчёта определяют:

1. Состав светильников, входящих в исследуемую группу.
2. Фактическую активную мощность группы.
3. Продолжительность работы в характерных состояниях.
4. Наличие регулирования и соответствующие уровни потребления.
5. Собственные нагрузки связанных устройств управления.
6. Границу электрического измерения.
7. Период, за который определяется потреблённая энергия.

Например, если светильники работают часть времени при полной мощности, а часть — в регулируемом режиме, для расчёта необходимо учитывать оба состояния.

Если группа подключена к общему щиту с вентиляцией и другими потребителями, показания этого щита нельзя непосредственно считать энергопотреблением освещения.

В таком случае требуется отдельное измерение либо подтверждённая модель распределения нагрузки.

Баланс мощности: как отделить освещение от других электрических потребителей

Баланс мощности — сопоставление входящей и отходящей электрической мощности в установленной измерительной границе в один момент или согласованный временной интервал.

Для освещения он используется, чтобы определить вклад отдельных осветительных групп в общую электрическую нагрузку.

Например, распределительный щит может обеспечивать питание светильников, розеточных групп и инженерного оборудования.

Если общая мощность щита увеличилась, нельзя без проверки утверждать, что причиной стало освещение.

Для анализа выполняют последовательные действия:

1. Определяют фактическую электрическую схему.
2. Устанавливают состав потребителей, подключённых к исследуемому щиту.
3. Выделяют отходящие линии освещения.
4. Определяют существующие точки технического учёта.
5. Получают синхронные измерения общей и групповой мощности.
6. Сопоставляют их с состоянием светильников и других потребителей.
7. Проверяют оставшееся расхождение на влияние неучтённых нагрузок и измерительной неопределённости.

Если отдельные осветительные линии не измеряются, для уточнения их потребления могут потребоваться временные измерения мощности.

При этом необходимо отличать энергетическую нагрузку светильников от потерь в распределительной сети. Даже если обе величины входят в один общий баланс, их физическая природа различна.

Профили нагрузки: что показывает работа освещения в течение суток

Профиль нагрузки — временной ряд, характеризующий изменение электрической мощности.

Для освещения он позволяет сопоставить фактическую нагрузку с расписаниями включения и выключения, занятостью помещений и работой автоматических систем.

По профилю можно определить:

• время начала утреннего включения;
• периоды максимальной осветительной нагрузки;
• изменение мощности при частичном отключении групп;
• работу системы во время обеденных и других перерывов;
• вечернее уменьшение потребления;
• сохранение нагрузки после завершения рабочего дня;
• различия между рабочими и нерабочими днями;
• изменение режимов при использовании автоматического управления.

Но интерпретировать профиль необходимо с учётом измерительной границы.

Например, высокая ночная нагрузка на общем электрическом вводе здания не доказывает, что освещение работает без необходимости. Эту нагрузку могут формировать вентиляция, холодильное оборудование, серверные системы или другие потребители.

Чтобы установить вклад освещения, необходимы данные отдельных линий или другие подтверждающие измерения.

Профиль показывает изменение мощности, но причина этого изменения устанавливается только после сопоставления с реальными событиями эксплуатации.

Как сверять точки коммерческого и технического учёта

Коммерческий учёт отражает потребление электрической энергии в соответствующей расчётной границе. Технический учёт может использоваться для распределения энергии между отдельными инженерными системами и группами оборудования.

Для освещения важно установить, какие именно светильники охватываются существующими приборами.

Например, технический счётчик этажа может учитывать одновременно освещение рабочих помещений, коридоров и вспомогательное электрооборудование.

Его показания не являются непосредственным расходом одной функциональной зоны.

При сверке проверяют:

• положение приборов в электрической схеме;
• состав подключённых потребителей;
• возможное пересечение измерительных границ;
• синхронность архивов;
• полноту регистрации данных;
• параметры измерительных цепей;
• изменения схемы питания в анализируемом периоде;
• измерительную неопределённость.

Если разность между общим и групповыми приборами учёта обнаружена, её нельзя сразу относить к потерям системы освещения.

Сначала необходимо проверить полноту учёта всех нагрузок, включая неосветительное оборудование.

Какие документы необходимы для энергетического обследования освещения

Исходная документация должна позволять установить характеристики светильников, их расположение, схему управления и фактические условия эксплуатации помещений.

Для обследования используются следующие материалы.

Светотехническая документация:

• планы помещений с расположением светильников;
• сведения о назначении функциональных зон;
• проектные решения по освещению при наличии;
• характеристики применяемых светильников;
• паспортные данные источников света и устройств питания;
• сведения о предусмотренных уровнях и режимах освещения.

Электротехническая документация:

• схемы электроснабжения осветительных групп;
• однолинейные схемы соответствующих щитов;
• сведения о расположении приборов учёта;
• перечень подключённых потребителей;
• схемы и настройки управления освещением;
• документация контроллеров, датчиков и регуляторов при их наличии.

Эксплуатационные данные:

• графики использования помещений;
• фактические часы работы светильников;
• архивы электрического потребления;
• сведения об изменении режимов управления;
• результаты измерений освещённости;
• данные о характерной занятости зон;
• информация об изменениях состава оборудования.

Проектные документы показывают предусмотренную систему, но не подтверждают автоматически фактический режим эксплуатации.

Поэтому необходимо проверить, соответствует ли реальное расположение и управление светильниками исходным схемам.

Какие инструментальные измерения необходимы

Для объективной оценки системы освещения необходимо соединить светотехнические и электрические измерения.

В зависимости от поставленной задачи выполняются:

• Измерение освещённости. Позволяет проверить фактические световые условия на выбранных поверхностях и в функциональных зонах.
• Измерение активной мощности. Определяет электрическую нагрузку светильников или осветительных групп в соответствующей границе.
• Регистрация потреблённой электроэнергии. Позволяет оценить расход за характерный период.
• Фиксация времени включения. Необходима для определения фактической продолжительности работы.
• Регистрация уровней регулирования. Используется в системах с изменяемой мощностью.
• Проверка работы датчиков и расписаний. Показывает, соответствуют ли фактические состояния системы предусмотренным алгоритмам.
• Измерения в разных условиях естественного освещения. Позволяют установить изменение потребности в искусственном свете.
• Проверка мощности на отдельных линиях. Необходима для отделения освещения от других электрических потребителей.

Особенно важно согласование времени измерений.

Например, освещённость, измеренная при полностью включённом освещении, нельзя напрямую сопоставлять с электрической мощностью, зарегистрированной в другом режиме регулирования.

Аналогично измерение мощности одной группы светильников не характеризует автоматически суммарное потребление всех осветительных установок здания.

Как выбирать репрезентативные режимы измерений

Репрезентативный режим — это состояние системы, достаточно полно отражающее условия эксплуатации, для которых необходимо сделать технический вывод.

Для освещения требуется учитывать как электрическую нагрузку, так и условия, в которых создаётся световой результат.

При обследовании могут выделяться:

• Основной рабочий период. Большинство функциональных зон используется по назначению.
• Начало и завершение рабочего дня. Позволяет проверить последовательность включения и отключения групп.
• Периоды частичной занятости. Помогают оценить соответствие зонирования фактическому использованию помещений.
• Работа при достаточном естественном освещении. Используется для проверки возможностей изменения нагрузки искусственного света.
• Вечерняя и ночная эксплуатация. Позволяет определить состав необходимых и сохраняющихся осветительных нагрузок.
• Нерабочие дни. При применимости позволяют проверить фактические режимы управления.
• Работа при различных уровнях регулирования. Необходима для оценки переменной электрической мощности.

Для технического сравнения условия должны быть сопоставимы.

Например, нельзя приписывать уменьшение электрического потребления новой системе управления, если одновременно сократилась занятость помещений или изменился график работы организации.

Необходимо отделить влияние самого управления от изменения потребности в освещении.

Как отличить неэффективное освещение от необходимой эксплуатационной нагрузки

Повышенное электрическое потребление системы освещения может возникать по разным причинам.

Большая установленная мощность. Необходимо проверить фактическую освещённость, назначение помещений и характеристики оборудования. Само значение мощности не доказывает избыточность.

Продолжительная работа светильников. Возможны длительная занятость помещений, технологические требования, особенности расписания или несогласованность управления с эксплуатацией.

Высокая нагрузка после завершения рабочего дня. Следует установить, какие зоны продолжают использоваться и какие светильники действительно включены.

Неравномерная освещённость. Возможные причины включают расположение оборудования, затенение, особенности светораспределения или изменения светотехнических характеристик.

Отсутствие снижения мощности при изменении естественного освещения. Необходимо проверить наличие и работу соответствующего управления и фактическую потребность рабочих зон.

Изменение общего электрического потребления здания. Оно может быть связано с другими системами. Для вывода об освещении требуется раздельный учёт или подтверждающие измерения.

Расхождение расчётного и фактического расхода. Возможны неверные часы работы, отсутствие учёта регулируемых состояний, неполная схема потребителей или измерительная неопределённость.

В каждом случае необходимо отделить наблюдаемый показатель от его причины.

Например, высокая освещённость на отдельном участке не доказывает, что все светильники помещения имеют избыточную мощность. Необходимо исследовать распределение света по функциональным зонам и фактические условия использования.

Как оценить возможную замену светильников

Замена светильников может рассматриваться как энергетическое мероприятие, если имеются технические основания для сравнения существующей и предполагаемой систем.

Однако сравнивать оборудование исключительно по потребляемой мощности нельзя.

Новая система должна обеспечивать необходимые световые условия.

Для оценки учитывают:

• фактическую мощность существующих светильников;
• световой поток и распределение света;
• освещённость рабочих поверхностей;
• назначение и геометрию помещений;
• режимы управления;
• фактические часы работы;
• потребление устройств питания;
• технические характеристики предлагаемого оборудования;
• возможные изменения зонирования;
• допустимость нового светотехнического решения.

Например, светильник с меньшей мощностью может иметь другое светораспределение. Поэтому простая замена одного изделия на другое без проверки освещённости может изменить условия на рабочих поверхностях.

Энергетическое сравнение должно учитывать систему освещения в целом, а не только номинальные характеристики отдельных изделий.

Как оценивать возможное изменение системы управления

Изменение управления может затрагивать расписания, группировку светильников, автоматическое отключение, регулирование по естественной освещённости или другие предусмотренные алгоритмы.

Для обоснования мероприятия сначала определяют фактический режим существующей системы.

Затем устанавливают, какие периоды работы можно изменить без нарушения необходимых условий освещения.

Проверка выполняется по следующей последовательности:

1. Определяют функциональные зоны и их назначение.
2. Проверяют фактическую освещённость.
3. Устанавливают продолжительность использования каждой зоны.
4. Измеряют активную мощность соответствующих осветительных групп.
5. Проверяют существующие способы управления.
6. Определяют технически допустимые изменения режимов.
7. Рассчитывают изменение энергопотребления с учётом мощности и времени работы.
8. Проверяют влияние решения на необходимые световые условия и эксплуатацию.

Например, если освещение отдельного вспомогательного помещения продолжает работать при длительном отсутствии людей, появляется основание проверить организацию управления.

Но величина возможной экономии зависит от подтверждённой продолжительности такого состояния, мощности группы и условий, при которых отключение допустимо.

Если период отсутствия людей не измерен, количественная оценка остаётся предварительной.

Почему изменение мощности не всегда означает повышение энергоэффективности

Снижение электрической мощности осветительной установки может происходить по нескольким причинам.

Оборудование могло быть заменено на более эффективное. Могло измениться количество включённых светильников. Система могла перейти на пониженный уровень регулирования. Либо освещённость просто стала ниже.

Эти ситуации нельзя считать одинаковыми с точки зрения энергетической эффективности.

Для правильного сравнения необходимо одновременно проверить:

• фактическую активную мощность;
• освещённость рабочих поверхностей;
• равномерность освещения в необходимых зонах;
• назначение помещений;
• режим использования;
• продолжительность работы;
• влияние естественного света;
• состав оборудования в измерительной границе.

Например, уменьшение мощности вдвое не означает автоматически улучшения энергоэффективности вдвое, если одновременно изменился полезный световой результат.

Поэтому оценка должна связывать электрические затраты с выполнением требуемой функции освещения.

Как учитывать влияние смежных инженерных систем

Освещение является частью электрического и теплового баланса здания. Его работа может влиять на другие инженерные системы, однако эти взаимодействия необходимо рассматривать отдельно от собственного потребления светильников.

Электрическая энергия, потребляемая освещением, в значительной степени преобразуется в теплоту внутри соответствующей зоны, если оборудование и выделяемая энергия находятся в пределах помещения.

Поэтому изменение мощности освещения может влиять на внутренние теплопоступления и, соответственно, на нагрузку отопления или охлаждения в определённых условиях.

Например, уменьшение тепловыделений светильников может снизить потребность в охлаждении помещения, но при других условиях изменить потребность в отоплении.

Величина и направление итогового эффекта зависят от сезона, конструкции здания, схемы инженерных систем и режима эксплуатации.

Для разграничения необходимо:

• сначала определить непосредственное электрическое потребление освещения;
• установить границы помещения и взаимодействующих инженерных систем;
• проверить фактические режимы отопления или охлаждения;
• учесть изменение внутренних теплопоступлений;
• не переносить локальный электрический эффект на суммарное потребление здания без дополнительной модели.

Если задача обследования ограничена электрической нагрузкой освещения, влияние смежных систем может быть обозначено как фактор, требующий отдельного анализа.

Измерительная неопределённость: когда разница потребления не подтверждает эффект

Любое измерение электрической мощности и освещённости имеет определённые условия и ограничения точности.

При сравнении двух режимов необходимо учитывать не только величину изменения показателей, но и их достоверность.

Например, если активная мощность измерялась в разных электрических границах, полученные значения нельзя использовать для прямого сравнения.

Если освещённость измерялась при различном естественном освещении, результат может отражать изменение дневного света, а не характеристик искусственной системы.

Если время работы светильников определено только по предполагаемому расписанию, возможный расход энергии будет расчётной оценкой, а не подтверждённым фактическим потреблением.

При обследовании проверяют:

• применимость измерительных приборов;
• условия выполнения светотехнических измерений;
• согласованность времени измерений;
• электрические границы;
• достоверность режимных данных;
• полноту охвата осветительных групп;
• измерительную неопределённость различий;
• влияние внешних и смежных факторов.

Если измеренные различия не позволяют уверенно отделить предполагаемый эффект от неопределённости, вывод о достигнутой или потенциальной экономии должен оставаться предварительным.

Какие результаты позволяет получить энергоаудит систем освещения

При достаточном объёме исходных данных результатом становится объектная энергетическая модель, связывающая освещённость, функциональное зонирование и фактические часы работы светильников с электрическим потреблением.

Такая модель позволяет:

• установить состав осветительных установок в выбранных границах;
• определить фактическую активную мощность осветительных групп;
• сопоставить освещённость с назначением помещений;
• выявить различия между функциональными зонами;
• определить продолжительность характерных режимов работы;
• проверить соответствие фактических расписаний эксплуатации помещений;
• оценить работу существующих средств управления;
• отделить нагрузку освещения от смежных электрических потребителей;
• выявить участки, где требуется дополнительный технический учёт;
• определить, какие режимы нуждаются в инструментальной проверке;
• подготовить исходные данные для расчёта технических мероприятий.

Если подтверждена избыточная продолжительность работы отдельной группы, дальнейшее решение может касаться зонирования или управления.

Если выявлено несоответствие освещённости назначению помещений, требуется светотехнический анализ существующей системы.

Если проблема заключается в невозможности выделить электрическое потребление освещения из общего баланса, приоритетным шагом могут стать дополнительные измерения.

При этом предполагаемая экономия рассчитывается отдельно. Она не равна автоматически установленной мощности светильников, всей ночной нагрузке объекта или разности между показаниями общих приборов учёта.

Когда результат обследования остаётся предварительным

Достоверность энергетической оценки зависит от наличия согласованных данных об освещённости, зонировании, фактическом времени работы и электрической мощности.

Если известна только установленная мощность светильников, нельзя определить фактический расход без сведений о продолжительности работы и режимах регулирования.

Если измерена только освещённость, невозможно количественно оценить энергетические затраты без электрических данных.

Если отсутствуют сведения о функциональных зонах, трудно установить, какие периоды работы светильников действительно необходимы.

Если освещение учитывается совместно с другими потребителями, его доля не определяется непосредственно по общему счётчику.

Если известен только предполагаемый рабочий график, фактические часы работы оборудования остаются неподтверждёнными.

Если измерения освещённости выполнены при различном естественном свете, сравнение требует учёта этих условий.

Если отсутствуют интервальные данные, невозможно точно определить периоды избыточного включения по одному месячному показанию.

Если не проверена работа автоматики, наличие датчиков или расписаний не доказывает их фактическую эффективность.

В подобных случаях результат должен разграничивать:

• фактически измеренную освещённость;
• подтверждённые электрические нагрузки;
• достоверно установленные часы работы;
• расчётные показатели с известными предпосылками;
• возможные причины повышенного расхода;
• влияние смежных систем;
• измерительную неопределённость;
• необходимые дополнительные проверки.

Без данных, позволяющих проверить связь между световым результатом, зонированием и режимом работы, причинный вывод об избыточном потреблении остаётся технической гипотезой.

Как подготовить систему освещения к энергетическому обследованию

Подготовку начинают с определения состава обследуемых помещений и осветительных установок.

Необходимо установить, какие функциональные зоны входят в границы обследования, какие группы светильников их обслуживают и каким образом осуществляется управление.

Затем собирают планы расположения оборудования, электрические схемы, паспорта светильников, данные учёта и графики использования помещений.

Особое внимание следует уделить следующим вопросам:

• какие уровни освещённости требуются для конкретных функций помещений;
• какова фактическая освещённость рабочих поверхностей;
• как сгруппированы светильники;
• какие зоны используются в разное время;
• сколько часов действительно работают осветительные группы;
• есть ли регулирование мощности;
• используются ли датчики присутствия и освещённости;
• как учитывается естественный свет;
• можно ли измерить электрическую нагрузку освещения отдельно;
• какие потребители находятся в общей измерительной границе;
• какие режимы подходят для сопоставимой инструментальной проверки.

После анализа документов выбирают репрезентативные периоды измерений. Для проверки освещённости важны реальные условия использования рабочих зон. Для анализа зонирования — различия в занятости помещений. Для определения энергетических затрат — фактические часы работы и мощность светильников.

Если обнаружено повышенное потребление, сначала проверяют, соответствует ли оно необходимому световому результату. Затем исследуют зонирование, продолжительность работы и алгоритмы управления.

При наличии смешанных электрических нагрузок необходимо сначала уточнить границы учёта. Только после этого можно достоверно определить расход энергии собственно на освещение.

Главный результат энергоаудита систем освещения — проверяемая связь между количеством и качеством создаваемого света, расположением функциональных зон и фактическим временем работы оборудования. Она позволяет отличить необходимое электрическое потребление от подтверждённых неэффективных режимов и определить следующий технический шаг.

Такой подход исключает выводы только по паспортной мощности, необоснованное уменьшение освещённости и обещания экономии без измерения фактической нагрузки и продолжительности работы.

Связанные направления

Общие принципы построения электрического баланса, разделения потребителей и проверки измерительных границ представлены на странице «Электроснабжение и учёт энергоресурсов».

Состав работ по обследованию инженерного оборудования и оценке его энергетических характеристик рассмотрен в услуге «Энергоаудит инженерных систем».

Для дальнейшего выбора мероприятий по управлению нагрузками и снижению электрического потребления используйте направление «Снижение потребления электроэнергии».