eiir_rasvjeta

��

E FO

TSVEU�ILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU

ELEKTROTEHNI�KI FAKULTET OSIJEK

ELEKTRI�NE INSTALACIJE I RASVJETA

Prema skripti mr.sc. Zorana Kova�aIzradio: mr.sc. Zvonimir Klai�

��

E FO

T��

��

��

�� !��"#��$%��&��

��%%%��

��

E FO

T

�� !��"!�#��

��'��(��)�� "%��*�� "%��*��)��

��$��%ΦΦΦΦ ��&$��!�� +�� ,��-�

��

E FO

T

'��$($��$)� ��.

[ ]lmhtQ ⋅Φ=

��%��&$��!�� '��'�� , �-.

[ ]cdIωΦ=

��

E FO

T

��*$�$+��!��&��%��,��/�� / ��

��%��!��#�� !-$�� Φ ��!��0.

[ ]lxS

EΦ=

+�� ,�1-�+�� /�1��/�� /��

��

E FO

T

0��)��0��

*��

��

E FO

T

.�� .��

2�� 3 ��!��

4��!��.

5 ��5 ��5 ��5 ��5 ��5 ��5 ��

6��$��$� "��!��7��3��'��-��&*��

��

E FO

T

8��.

3 ��9��:3 ��

;��<��'��!��!��'��

��

E FO

T

.��$��.��$��

��

*�� $��$��

;��3 ��)��!��3 ��

;�� .

�:��'��:�� :��'��:��:��'��!��):��

��

E FO

T

8��3 ��'��.

5 ��7

5 �� '��'��

��.

5 ��!��7

5 ��

/�%��"(�%3 ��=��=��

��

E FO

T

8��7��'��

2��.

5 ��75 ��75 �� 75 ��)��

;��3 ��!�� 3 �� !��

��

��

E FO

T

&��)��#��$�

4��'��

(��%��*��

4��'�)�� ! ��.

5 �� >"��*��5 �� 0>"%��*��%�?��'�5 �� >>@%��*��?��'�5 �� 40�%��*��@��?��'��

��

E FO

T

;��.��1)�� )�� .

��A9@B ��:C/��1

�� )�� !��%��$(�� )�� ! ��%?��'��!��

D��)��

��

E FO

T

�!� �!"�!� �!"((��$��%��$!��$��$��%��$!��$

��

E FO

T

..��!��!��..��!��!��

5 ��5 ��

..��!��!��!��!��!��

;�� 3 ��!��!��

;��3 ��

��

E FO

T

0��!��7��!��D��

��

E FO

T

...�!��%�!��!��!��

*��!��)�� '��%�E��*��!��'��'��'��4��!�� !��*��!��!�� )��

��

E FO

T

.0'��!��!��.0'��!��!��

0��<��!��!��!��8��'��!��<��!��F��'��'��4��<��'��

��

E FO

T

.1��$��!��.1��$��!��

;��!�� 6��!��' ��

��

E FO

T

.23��$.23��$

>�� !��

��!�� G��)�� >"��*�

8��)�� >>H@%��*9��1:�40�%��*9��:�

��

E FO

T

.4.43��-��

;��'�� *�� '��'��7�� '��

>��.5 ��5 ��

��

E FO

T

.5.5�%��$(��!��

;�� 4��<��(��' ��

��

E FO

T

.5�.5��!�-%��$!��

;��<��.

5 ��5 ��'��

.5��$�.5��$�!�-%��$!��

;�� !��<��'�� !��

��

E FO

T

.5�..5�.�!��$�$$�$��%"6$�!�-%��$!��

��.5 ��I!5 ��!�� !��5 ��'��!�� .5 ��!��!��5 ��

��

E FO

T

;��!��!��.5 ��3 ��/��!5 )�� 3 ��$��5/��!5 & J3 ��3 ��"��5%��!5 ��!��3 ��%��!

��

E FO

T

00��!��"!�

2��.5 ��5 ��!��!��)��!�� 5 ��5 ��5 ��0��0��'��!��!��!��!��!��!��

��

E FO

T

K��./��%��@��

0��!��<�.5 ��9��)��:�5 ��9��)��)��:�5 ��!��

��

E FO

T

1� 1� 66�!��!��

��'�� !�� .�� !�� !��

��

E FO

T

�!��"!�"&��*$!�%��&%�!�%��!��!��"!�"&��*$!�%��&%�!�%��!�

��

E FO

T

�!��"!�$�*$!�%��&%�!�%��!��!��"!�$�*$!�%��&%�!�%��!�

��

E FO

T

2��*$��2��*$��((��!��!��

��7�� !��'��

Elektri�ne instalacije i rasvjeta, Osijek 2006.

E FO

T

��

�

��

��

��

�

��

��

��

��

��

��

��

��

��

�

��

��

��

�

��

�

�

�

��

��

��

�


E FO

T� �

��

��

�� !�� !��"" �

��

�� #�$��#��#% &�� !��'(

�

�� #�� !��

�)�*��+,�,��

� ��

�� !��

% &� ��#��-��-�� "

� ��!��""�

��

�� #�$��#��#% &�� !��'

��

�� #�� !��

��

�(

��

% &� ��#��-��#�� "


E FO

T

��$%�!��

��$%�� &!�*$�$-��


E FO

T

Žarulje s užarenom niti

Edisonov navoj

Bajonet podnožak

Prosje�na trajnost žarulja s užerenom niti je 1000 h


E FO

T

Snaga W

Svjetlosni tok kod 225 V lm

Promjer mm

Duljina s podnoškom mm Podnožak

25 230 40 430 60 730 75 960 100 1380

60 105

150 2220 70 124 200 3150 80 145

E 27 Ili

B 22


E FO

T

Ovisnost svjetlosnog toka i trajnosti o naponu

0

20

40

60

80

100

120

140

90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110

%

%

0

50

100

150

200

250

300

350

400

%

Svjetlosni tok

Trajnost


E FO

T

Fluorescentne cijevi


E FO

T

• Glavne karakteristike fluorescentnih cijevi TEŽ su:– snaga: 18, 36 i 58 W– temperature boje: 2900, 3000, 3500, 4100,

4300 i 6500 oK – promjer : 26 mm– duljina: 560, 1200 i 1500 mm– podnožak: G 13


E FO

T

Induktivni spoj


E FO

T

Kapacitivni spoj


E FO

T

Induktivno - kapacitivni spoj


E FO

T

Kompaktna fluorescentna cijev • Po tehni�kim karakteristikama sli�na standardnoj

fluorescentnoj cijevi, jedino im je svjetlosni tok više ovisan o temperaturi okoline i položaju gorenja. Kompaktne fluorescentne cijevi opremljene su elektroni�kim predspojnim sklopom koji jam�i paljenje i gorenje bez treperenja. Ugra�uju se na isti na�in kao i standardne žarulje s podnoškom E27, a predspojna naprava osigurava 500000 paljenja. Ova fluorescentna cijev može zamijeniti standardnu žarulju bez potrebe za preure�enjem instalacije ili rasvjetnog mjesta.

• Životni vijek kompaktne fluorescentne cijevi osam je puta ve�i od onog za standardne žarulje, svjetlosni tok ve�i je pet puta što rezultira uštedom energije od 80%


E FO

TProgram za prora�un rasvjete –DIALux 4.3.

• Unutrašnja rasvjeta• Vanjska rasvjeta• CAD


E FO

T

DIALux 4.3


E FO

T


E FO

T

Primjer prora�una


E FO

T


E FO

T

Metoda vatnog pravila• Metoda vatnog pravila je metoda pomo�u koje

odre�ujemo snagu svjetlosnih izvora ako se ne zahtijeva neka osobita to�nost:

• za prostorije potrebna je elektri�na energija žarulja od 10 W po 1 m2 mjerne ravnine.

• kod žarulja 220 V svakih 10 W elektri�ne energije daje po 1 m2 mjerne ravnine jakost rasvjete od oko 70 lx.

• kod fluorescentnih cijevi za 220 V svakih 10 W elektri�ne energije daje po 1 m2 mjerne ravnine jakost rasvjete 210 lx.


E FO

T• Zadatak: kolika je jakost svjetlosnih izvora P školske u�ionice, prema slici, za jakost rasvjete E = 250 lx ?


E FO

T• Horizontalna površina: S = 8 * 10 = 80 m2• Potrebna elektri�na snaga žarulja: P = 80 * 10 = 800

W• Kod zahtjeva jakosti rasvjete E = 250 lx, snaga

instaliranih žarulja Pž:

• Pž = 250/70*800 = 2857 W

• Za raspored armatura, prema slici, potrebno je 11 žarulja po 300 W.

• Kad bi se upotrebljavale fluorescentne cijevi, potrebna bi snaga Pfl iznosila :

• Pfl = 250/210 * 800 = 952 W• Ovu bi snagu davalo 23 cijevi od 40 W. Raspored

armatura je sli�an kao za rasvjetu s žaruljama, a potrebno je 11 armatura po dvije cijevi od 40 W.


E FO

TSvjetlozaga�enje ili neželjeno svjetlo

• Izvor: R.Skansi, “Svjetlozaga�enje – ekonomski i tehnološki problem”, Energija, godište 54, 2005.godine


E FO

TSvjetlozaga�enje ili neželjeno svjetlo


E FO

T

Što je svjetlozaga�enje?• Svjetlozaga�enje je svaka nepotrebna / nekorisna

emisija svjetla u prostor izvan zone (ceste, ulice, trga..) koju je potrebno rasvijetliti, odnosno svako emitiranje umjetnog svjetla u podru�ja gdje je ono nepotrebno ili neželjeno. Ono obuhva�a neželjeno rasvjetljavanje neba, smetaju�e svjetlo i blještanje. Uzrokuju ga umjetna rasvjetna tijela koja (�esto zbog toga jer su nepravilno konstruirana ili postavljena) snop svjetla usmjeravaju prema nebu ili lateralno. Sve što emitira svjetlo lateralno umjesto prema tlu, zaga�uje nebo i okolinu viškom svjetla.


E FO

T

• Prema nekim procjenama 30 –��% svjetlozaga�enja potje�e iz cestovne rasvjete

• Svjetski problem koji utje�e gotovo na cijelu ljudsku populaciju

• Zaga�enje svjetlom pove�ava svjetlinu neba


E FO

T


E FO

T

Komponente neželjenog svjetla

• Svjetlina neba• Smetaju�e svjetlo• Blještanje

– Onesposobljavaju�e blještanje– Neugodno blještanje– Zasljepljuju�e blještanje


E FO

T

Svjetlina neba• Svjetlina neba nastaje iz prirodnih i

umjetnih razloga. Prirodna komponenta svjetline neba proizlazi iz pet elementarnih izvora:– sun�evo svjetlo se reflektira od

površine mjeseca i zemlje– slabo “svijetljenje neba” u gornjim

slojevima atmosfere (stalna slaba aurora)

– refleksija sun�evog svjetla od me�uplanetarne prašine


E FO

T

– Lom zvjezdanog sjaja u atmosferi– Pozadinsko svjetlo zvijezda i svemirskih

magica


E FO

T

• Svjetlo koje se emitira iz svjetiljaka (kao i iz svakog drugog izvora) proizvodi tri komponente:– Direktno svjetlo– Reflektirano svjetlo– Apsorbirano svjetlo


E FO

T

• Mjerenje svjetline neba obavlja se instrumentom koji se zove fotoelektri�ni fotometar – precizno mjerenje koli�ine svjetla koje ulazi u tanku kapilarnu cjev�icu osjetila instrumenta usmjerenu prema zenitu (okomito na površinu zemlje) u nekoj to�ki.


E FO

T

Smetaju�e svjetlo

• Smetaju�im svjetlom se naziva ona komponenta vanjske rasvjete koja “provaljuje”��


E FO

T

Slika 4 Primjer smetaju�eg svjetla u Zagrebu


E FO

T

• Institution of Lighting Engineers (ILE) definira smetaju�e svjetlo kao onu komponentu rasvjete koja s ulice ulazi kroz prozor u unutrašnjost zgrade prema okolišnim zonama


E FO

T


E FO

T

Blještanje

• Blještanje je vizualna senzacija koja nastaje prevelikom koli�inom svjetla koje ulazi u oko.


E FO

T

Zasljepljuju�e blještanje

• Blještanje je toliko intenzivno da neko vrijeme po uklanjanju stimulusa, zaslijepljena osoba ne razaznaje predmete ispred sebe. Ova se pojava susre�e kod zablještavanja dugim svjetilma voza�a koji dolazi u susret.


E FO

T

Onesposobljavaju�e blještanje

• Blještanje uzrokuje smanjenje vidnih mogu�nosti. Naziva se još zavjesna rasvjetljenost (eng: veiling luminance). Ova se pojava manifestira kod ulaza intenzivne zrake svjetla u staklinu oka, gdje se zraka lomi i odbija umanjuju�i doživljaj kontrasta slike, na rožnici.


E FO

T

Neugodno blještanje

• Blještanje uzorkuje nelagodu i smetnju iako u isto vrijeme ne umanjuje znatno sposobnost razaznavanja objekata u vidnom polju. Ipak, dulje izlaganje ovom tipu blještanja kod sudionika u prometu izaziva zamor te je mogu�a pogrješka u prometu. Ova je pojava subjektivna, te ne postoje globalni standardi u vezi s njom.


E FO

T


E FO

TOsnovni elementi terije cestovne rasvjete

• Kandela• Lumen• Iluminacija (rasvjetljenost)• Luminacija (svjetlina)


E FO

T

Kandela

• Intenzitet svjetla kojega daje neki izvor svjetla, izražava se u kandelama [cd]. Ovo je osnovna jedinica koli�ine svjetla. Nekada se kandelama izražavala koli�ina svjetla proizašla iz plamena svije�e. SI sustav mjera, defi nira kandelu kao svjetlosni intenzitet na danoj udaljenosti, za izvor monokromatske radijacije vala frekvencije 540 x 1012 Hz, a koji ima polarni intenzitet u tom smjeru 1/683 W/sr (Watt / steradijan).


E FO

T

Lumen

• Lumen je jedinica svjetlosnog toka nekog izvora svjetla. To�kasti izvor od jedne kandele, proizvest �e svjetlosni tok od 1 lumena kroz prostorni kut od jednog steradijana (kugla ima ukupnu površinu do 4π steradijana. Stoga to�kasti izvor od jedne kandele ima ukupni svjetlosni tok od 4π ili 12,57 lumena). Op�enito se može re�i da je lumen koli�ina svjetla emitirana iz nekog izvora pri odre�enom intenzitetu.


E FO

T

Iluminacija (rasvjetljenost)

• Razina iluminacije je defi nirana kao koli�ina svjetla koja padne na odre�enu površinu. SI jedinica za iluminaciju jest lux (lx), što odgovara jednom lumenu na kvadratni metar. Imperijalna mjera je footcandela što odgovara jednoj kandeli po kvadratnoj stopi. Iluminacija se opisuje inverznim kvadratnim zakonom. Prema tom zakonu rasvijetljenost neke površine se smanjuje direktno proporcionalno kvadratu udaljenosti.


E FO

T

Luminacija (svjetlina)

• Svjetlina objekta ovisi o karakteristikama materijala od kojega je izgra�en (reflektivna svojstva). Budu�i da svjetlina predstavlja odbijenu komponentu svjetla, objekt se u ovom slu�aju ponaša kao novi izvor svjetla.� ��izravni odnos izme�u svjetline gledanog objekta i rezultantne rasvijetljenosti slike koja padne na rožnicu promatra�evog oka. Jedinica za svjetlinu je cd / m2.


E FO

T


E FO

T

Izra�uni

• Rasvjeta prometnica se izražava kao rasvijetljenost ciljanog prostora. Osnovna jednadžba za izra�un rasvijetljenosti je:


E FO

T


E FO

T

Primjer

• Potrebno je rasvjetliti kolnik širine 10m, a razmak stupova je 50 m, koriste�i svjetiljku �iji je izlazni rasvjetni tok 25000 lumena, a koeficijent korisnosti svjetiljke 45 % i faktor gubitka svjetla iznosi 70 %, ostvarujemo srednju rasvijetljenost:


E FO

T

Koli�ina blještanja

• Važna komponenta rasvjete prometnica je koli�ina blještanja koju proizvodi izvor svjetla. Izra�un pretpostavljenog onesposobljavaju�eg blještanja je u direktnoj relaciji s upotrijebljenom svjetiljkom, visinom montaže, te položajem promatra�a. Osnovna empirijski derivirana jednadžba za blještanje kod rasvjete prometnica je:


E FO

T


E FO

T

• Poznato je da uli�na rasvjeta sudjeluje u oko 50 % svjetline neba, poradi 95 % ukupnog snopa svjetla, usmjerenog u tlo, a koji se reflektira uvis (asfalt ima koeficijent refleksije 6 % a beton �ak 25 %!). Osim toga, primije�eno je kako se svjetlina neba pove�ava �ak i do 30 % godišnje u ve�im gradovima!


E FO

T

°Izra�un svjetline neba

• Empiri�ku formulu za izra�unavanje svjetline neba, objavio je Merle Walker i ona se naziva Walkerovo pravilo. Pomo�u ove formule vrši se procjenjivanje svjetline neba gledano iz odre�ene pozicije, u smjeru zenita (45° iznad horizonta) prema promatranom gradu, na udaljenosti od r kilometara.


E FO

T

Iz toga slijedi kako je pove�anje svjetline neba na 45°od horizonta 96 % (od �ega polovica otpada na cestovnu i javnu rasvjetu)!


E FO

T

Ekonomski pokazatelji gubitaka


E FO

T

Posljedice neželjenog svjetla

• Posljedice neželjenog svjetla možemo definirati kao utjecaj na: – eko-sustav– sigurnost– osje�aj ugode– ljudsko zdravlje.


E FO

TManifestacija svjetlozaga�enja u prirodi

• Biljke– Kopnene

• Neprirodna oprašivanja• Mutacije

– Vodene • Hiperprodukcija zbog produženog procesa

fotosinteze


E FO

T• Životinje – Kukci

• Prestaju egzistirati autohtone vrste zbog “produženog dana”

• Doseljavaju netipi�ne vrste• Mutiraju autohtone vrste

– Ptice • Gube orijentaciju pri migracijama dnevnim

i sezonskim• Produžuje im se dan, te gube vremenske

orijentire• Doseljavaju netipi�ne vrste• Izumiru ili odlaze autohone vrste


E FO

T

– Ribe• Odseljavaju u druge dijelove mora• Gube orijentaciju i genetske navike

– Vodozemci• Gube orijentaciju pri migracijam• Ne posje�uju više prerasvjetljene zone

– Sisavci• No�nim životinjama se skra�uje vrijeme

lova i hranjenja• Dnevnim životinjama se skra�uje vrijeme

odmora


E FO

T

• Ljudi– Direktno

• Pove�ava se opasnost uprometu zbog blještanja

• Pove�anje zamora• Otežana orijentacija• Pove�anje nesigurnosti• Pove�ani troškovi energije


E FO

T

– Indirektno• Nedostatak kvaliteta sna• Porast broja alergija• Porast bolesti uzrokovanih poreme�enim eko

sustavom• Pove�anje one�iš�enja (makro i mikro)


E FO

T


E FO

T• he following formulas are used for calculations involving amortisation:• Price of a luminaire, incl. CG and Lamp: KL• Installation costs per luminaire: KMon• Number of luminaires: n• Total investment: KInv = n * ( KL + KMo )• Capital interest: k2• Probable life of system: tAnl• Annual system costs: KAnl = KInv / 100 ( k2 / 2 + 100 / tAnl)• Daily hours burned: tt• Days in use per year: T• Annual hours burned: tB = tt * T• Lamp replacement costs: KErs• Additional costs (e.g. starters): KZus• Disposal costs per lamp: KEnt• Relamping costs: KWech = KErs + KMon + KEnt + KZus• No. of lamps per control gear: nLa• Economic life: tnutz• Annual lamp costs: KLa = KWech * n * tB * nLa / tnutz

• System wattage per luminaire unit: PSys• Annual increase in electricity price: k3• Daylight savings: e1• Climate factor: fKlima


E FO

T

• Calculating energy costs for customers flat-rate contracts

• Electricity price: KStr• Average electricity price: KStr_ = KStr ( 1 + ( 1 + k3 / 100 ) ^tAnl ) /

2• Annual energy costs KEn = PSys * tB * KStr_ * n * ( 1 - e1 / 100 )• Annual energy costs (air-cond.) KKlima = PSys * tB * KStr_ * n * ( 1 - e1 /

100 ) * fKlima

• Calculating energy costs for customers with special contracts

• Kilowatt hour rate KAPStr_ = KAPStr ( 1 + ( 1 + k3 / 100 ) ^tAnl ) / 2• Demand rate per kW and year KLPStr_ = KLPStr ( 1 + ( 1 + k3 / 100 )

^tAnl ) / 2• Reactive power rate per kVarh and year KBPStr_ = KBPStr ( 1 + ( 1 + k3

/ 100 ) ^tAnl ) / 2• Power factor cos phi• Annual energy costs KEn = PSys * n * (1 - e1 / 100) * ( tB * KAPStr_ +

KLPStr_ * cos phi )


E FO

T

• Annual energy costs (air-cond.) KKlima = PSys * KStr_ * n * (1 - e1 / 100) * ( tB * KAPStr_ + KLPStr_ + KBPStr_ * tB ) * fKlima

• Total annual energy costs KEnGes = KKlima + KEnGes• Total annual costs KGes = KAnl + KLA + KEnGes• Cost savings with ECG system KEin = ( KLaKVG + KEnGesKVG + KAnlKVG ) - (

KLaEVG + KEnGesEVG + KAnlEVG )• Energy savings with ECG system PSparEVG = ( PSysKVG * nKVG - PSysEVG * ( 1 - e1

/ 100 ) * nEVG ) * ( 1 + ( PSysKVG / PSysEVG ) * fKlima ) * tB * tAnl

• Amortisation time tAmort = ( KAnlEVG - KLaKVG ) * tAnl / (( KLaKVG + KEnGesKVG ) - ( KLaEVG + KEnGesEVG ))

• Values for diagram

• Additional system costs (x = 0) KAnlMehr = ( KAnlEVG - KLaKVG ) * tAnl

• Cost savings with ECG system over life of system

• at (x = tAnl) KEin = KEin * tAnl• Savings in oil Eöl = PSparEVG / 4420• Savings in coal EKohle = PSparEVG / 3256• Reduction in CO2 ECO2 = PSparEVG / 1689

eiir_rasvjeta

Documents