Údržba osvětlovacích soustav - opomíjený zdroj úspor

Na obr. 1 je příklad průběhu udržovacího činitele, resp. osvětlenosti. Pro praktické návrhy se uvažuje s vlivem znečištění svítidel, stárnutí a spolehlivosti světelných zdrojů a se ztrátami způsobenými snížením odrazu světla od znečištěných povrchů. Na konečnou osvětlenost však mají vliv i další faktory, například napětí v síti nebo okolní teplota a řada dalších.

Obr. 1 - Průběh udržovacího činitele
(po kliknutí se obrázek zvětší)

V průběhu času dochází k znečištění svítidel (i světelných zdrojů v nich umístěných). Tím se zhorší odrazné schopnosti reflektoru i propustnost difuzoru - účinnost svítidla klesne, sníží se osvětlenost na pracovní ploše. Po vyčištění svítidla (i zdroje) se optické vlastnosti svítidla vrátí téměř do stejného stavu v jakém byly původně. Vyčištěním se neobnoví vlastnosti způsobené fyzikálně-chemickými změnami materiálů - nejnápadnější je koroze. Popsané změny jsou charakterizovány činitelem znečištění svítidel Z_s.

Podobně dochází v průběhu provozování (ale i v době, kdy nejsou pod napětím) k fyzikálně-chemickým změnám i ve světelných zdrojích. Nejprostší příklad je odpařování vlákna žárovky. Postupem času klesá světelný tok zdroje, je charakterizován činitelem stárnutí světelných zdrojů. Po výměně světelného zdroje dochází k návratu do prvotního stavu. Průběh poklesu světelného toku je popsán činitelem stárnutí světelného zdroje Z_z.

V případě zdrojů se respektuje také délka jejich života, popisuje se činitelem funkční spolehlivosti Z_fz. Ten má význam při skupinové výměně světelných zdrojů.

Posledním prvkem ovlivňujícím konečnou hodnotu udržovacího činitele je znečištění maleb stěn, stropu a ostatních větších ploch, které se podílejí na odrazu světla. Znečištěním a fyzikálně-chemickými změnami dochází ke snížení odraznosti takových ploch, což je popsáno činitelem znečištění ploch osvětlovaného prostoru Z_p. Po jejich obnově má prostor stejné vlastnosti jako na počátku.

Osvětlovací soustava musí být navržena tak, aby i v okamžiku, kdy je hodnota činitele údržby nejnižší, byla zaručena velikost požadované (udržované) osvětlenosti.

Úspory lze zásadně ovlivnit již ve stadiu návrhu osvětlovací soustavy. S prodlužováním intervalů údržby (jednotlivých úkonů) se snižují náklady na její provádění - provádí se méně často. Současně však klesá hodnota udržovacího činitele - důsledkem je to, že osvětlovací soustava musí být rozsáhlejší. Musí se tedy ošetřit větší počet prvků, tím zase náklady na údržbu rostou. Kromě toho rozsáhlejší soustava je i investičně náročnější a má vyšší spotřebu energie.

Na obr. 2 jsou popsané závislosti schematicky znázorněny. Nárůst investičních nákladů souvisí s nárůstem energetických nároků a nákladů na opravy. Pro určitý interval údržby jsou provozní (a investiční) náklady minimální. Takový interval údržby je optimální. Naznačenou analýzu je třeba provést pro každý dílčí udržovací činitel zvlášť. Je třeba stanovit interval čištění svítidel, výměny světelných zdrojů, obnovy maleb a nátěrů.

Obr. 2 - Optimalizace intervalu údržby
(po kliknutí se obrázek zvětší)

Jinou cestou, jak snížit provozní náklady, je ovládání světelného toku zdrojů. Šedě vyplněná plocha na obr. 1 odpovídá množství energie, kterou lze ušetřit regulací podle velikosti udržovacího činitele. Ve chvílích, kdy není hodnota udržovacího činitele rovna své konečné (návrhové) hodnotě, je osvětlenost pracovní plochy vyšší, než požadují předpisy. Je tedy možné snížit světelný tok zdroje, tedy i jeho příkon. Úspory odpovídají střední hodnotě udržovacího činitele.

Zde je na místě varování před nekorektním přístupem některých firem. Záměrně navrhnou osvětlovací soustavu s dlouhými intervaly údržby. Důsledkem je nízký udržovací činitel, tedy osvětlovací soustava s vysokým příkonem. Je tak otevřen prostor pro dosažení proklamovaných úspor. Nekorektní cesty vedou i jinudy než předimenzováním popsaným způsobem. Jedná se např. o použití svítidel s nízkou účinností nebo s nevhodným rozložením světelného toku, tedy s nízkým činitelem využití. Nezřídka je k vidění soustava navržená se světelnými zdroji s malou účinností, nejoblíbenější je použití zářivek v tzv. provedení standard místo zářivek vícepásmových.

Obr. 3 - Svítidlo s krytím IP50 (Siteco - Siluette)

Je ještě jedna cesta vedoucí k úsporám. Tou je použití svítidel s vysokým krytím proti vniknutí prachu. Svítidlo s krytím IP 5x prakticky vylučuje zašpinění vnitřních světelně činných ploch svítidel. Taková svítidla je třeba čistit uvnitř jednou za několik let, podle [2] jednou za tři roky. Vně obyčejně postačí čas od času je přetřít vlhkým hadrem. Záleží na jejich celkové konstrukci. Příklad takového svítidla je na obr. 3.

Literatura:

[1] ČSN EN 12464-1 ZMĚNA Z1 - Světlo a osvětlení - Osvětlení pracovních prostorů - Část 1: Vnitřní pracovní prostory, ČNI 2006
[2] TECHNICAL REPORT CIE 97.1-1995 Revision 1 - Maintenance of Indoor Electric Lighting Systems
[3] Katalogy Siteco - www.siteco.com