حفظ کیفیت نورپردازی
هم‌زمان باید دقت شود که کیفیت نورپردازی مورد نیاز به‌طور کامل تامین شود. مقررات محیط کار ASR A3.4 تأکید دارد که فضاهای کاری باید به‌اندازه کافی از نور طبیعی بهره‌مند باشند و نورپردازی مصنوعی مناسب نیز در نظر گرفته شود. استاندارد DIN EN 12464-1 نیز تصریح می‌کند که کاهش مصرف انرژی نباید به قیمت کاهش کیفیت نورپردازی انجام شود.
یک سیستم نورپردازی خوب تأثیرات بصری، احساسی و بیولوژیکی نور را در نظر می‌گیرد و در عین حال از نظر مصرف انرژی نیز کارآمد است. ویژگی‌های مهم کیفیت نورپردازی عبارت‌اند از:
- ظاهر نورپردازی
- راحتی بصری
- شادابی
- شخصی سازی
راهکارهای نورپردازی شبانهروزی
نورپردازی مؤثر بر چرخه شبانهروزی تا چه حد از نظر انرژی کارآمد است؟ آیا این نوع نورپردازی انرژی بیشتری نسبت به نورپردازی معمولی مصرف می‌کند؟ پاسخ به این پرسش‌ها نیازمند یک طراحی حرفه‌ای دقیق برای نورپردازی و یک تحلیل اقتصادی است که امکان مقایسه عادلانه با گزینه‌های جایگزین را فراهم کند.
این موضوع همچنین به زاویه دید بستگی دارد: اگر یک سیستم نورپردازی شبانهروزی با بهترین فناوری LED موجود مقایسه شود، پاسخ به پرسش درباره مصرف بیشتر انرژی، مثبت خواهد بود. اما اگر این سیستم با یک سیستم قدیمی که در فرآیند بازسازی جایگزین شده است مقایسه شود، پاسخ به‌طور واضح منفی خواهد بود.
با توجه به اینکه مصرف سالانه برق در دهه‌های اخیر به طور مداوم کاهش یافته است، سن سیستم نورپردازی موجود نقش مهمی ایفا می‌کند. مثال زیر، که یک سیستم نورپردازی برای یک دفتر چهار نفره به مساحت ۳۷ مترمربع را بررسی می‌کند، دلیل این موضوع را نشان می‌دهد.
اگر چراغ‌ها سالانه به مدت ۲,۷۵۰ ساعت روشن باشند (طبق تخمین مقررات صرفه‌جویی انرژی آلمان- EnEV)، مصرف سالانه به این صورت خواهد بود:
- ۳۰ ساله – حدود ۲,۳۱۰ کیلووات‌ساعت در سال
- ۲۰ ساله – حدود ۱,۴۱۰ کیلووات‌ساعت در سال
- ۱۰ ساله – حدود ۹۶۵ کیلووات‌ساعت در سال
- جدید، LED – حدود ۷۷۰ کیلووات‌ساعت در سال
مثال نورپردازی مؤثر بر ریتم شبانهروزی در یک دفتر (37 متر مربع): تغییرات روشنایی افقی و رنگ نور در طول روز
برای ارزیابی و محاسبه مصرف برق، مهم است که در نظر گرفته شود نورپردازی LED مؤثر بر چرخه شبانهروزی در طول روز رنگ نور و شدت روشنایی افقی را تغییر می‌دهد، در حالی که همیشه الزامات استانداردی DIN EN 12464-1 را برآورده می‌کند. تغییر شدت روشنایی به‌ویژه تأثیر زیادی بر مصرف انرژی دارد.
هرچه یک سیستم نورپردازی قدیمی‌تر باشد، انرژی بیشتری مصرف می‌کند. بسته به سن سیستم نورپردازی، نورپردازی با اثرات بیولوژیکی می‌تواند گزینه‌ای برای نوسازی باشد که از نظر هزینه‌ای خنثی یا حتی صرفه‌جویانه باشد.
هم‌زمانی روزانه
در طول هم‌زمانی روزانه، رنگ نور از سفید گرم (آفتابی) در صبح به سفید نور روز (مهتابی) در وسط روز تغییر می‌کند و سپس در شب دوباره به سفید گرم بازمی‌گردد. در همین زمان، میزان روشنایی از 500 لوکس در صبح به 900 لوکس در میانه روز افزایش می‌یابد. این افزایش در روشنایی به طور طبیعی بر مقدار برق مصرفی در طول سال تأثیر می‌گذارد.میزان روشنایی به طور پیوسته افزایش می‌یابد تا به اوج خود در میانه روز برسد و سپس دوباره در عصر کاهش می‌یابد.
بنابراین، سطح حداکثر تنها برای مدت محدودی حفظ می‌شود. به این ترتیب، مصرف سالانه روشنایی شبانهروزی (سیرکادیان) حدود 1,010 کیلووات ساعت در سال است که تقریباً 30 درصد بیشتر از یک سیستم روشنایی LED مدرن و انرژی کارآمد بدون تنظیمات است. با این حال، این مقدار بدون در نظر گرفتن ” عامل نگهداری موثر در صرفه‌جویی ” است که با استفاده از فناوری کنترل روشنایی و حسگرها در روشنایی شبانه روزی (سیرکادیان) امکان‌پذیر می‌شود.
نصب جدید برای یک مقدار تنظیمی طراحی شده است و زمانی که وارد بهره‌برداری می‌شود (ابتدای کار)، برق کمتری نسبت به زمانی که مدتی کار کرده و به زمان نگهداری می‌رسد، مصرف می‌کند. این صرفه‌جویی انرژی در ابتدا حدود 25 درصد است و به طور پیوسته پس از آن کاهش می‌یابد.
صرفه جویی در مصرف انرژی
اما حتی صرفه‌جویی بیشتری نیز ممکن است. مصرف سالانه سیستم روشنایی می‌تواند با استفاده از حسگرهای تشخیص حضور بیشتر کاهش یابد و صرفه‌جویی نهایی می‌تواند با استفاده از حسگرهای نور طبیعی حاصل شود، اگرچه این امر به تجهیزات پیچیده‌ای نیاز دارد زیرا مقدار تنظیمی باید در طول روز به‌طور پویا تنظیم شود. در اینجا، استاندارد EnEV ارقام صرفه‌جویی انرژی را به میزان ۲۸.۵ درصد برای کنترل حضور و ۵۵ درصد برای سیستم‌های کنترل نور طبیعی ذکر می‌کند.
بنابراین، برای تعیین اینکه آیا نورپردازی شبانه روزی (circadian lighting) بیشتر از یک سیستم روشنایی ثابت انرژی مصرف می‌کند، نیاز به تحلیل حرفه‌ای است. پاسخ به این سوال به شرایط خاص هر موقعیت بستگی دارد.
امتیاز بالا برای LEDها و کنترل روشنایی
در یک پروژه تحقیقاتی در موسسهای برای فیزیک ساختمان در مونیخ، دانشمندان سیستم‌های مختلف خدمات ساختمانی مانند سیستم‌های گرمایش، سرمایش، تهویه و روشنایی را تحت شرایط واقعی در اتاق‌هایی با نور طبیعی و مصنوعی مورد مطالعه قرار دادند.
از نظر روشنایی، کارآمدترین گزینه موجود، روشنایی منطقه کاری مستقیم/غیرمستقیم با کنترل نور طبیعی است که دیوارها را نیز روشن می‌کند. در صبح و اواخر بعدازظهر، دیوارهای انتهایی اتاق به‌طور اضافی روشن می‌شوند تا روشنایی عمودی بیشتری فراهم شود و تأثیر بصری و احساسی بهتری ایجاد کرده و راحتی بصری را افزایش دهد. نتایج نظارت نشان می‌دهند که سیستم روشنایی توصیف‌شده شایسته دریافت رتبه «بسیار خوب» است.
تعادل بهینه بین کیفیت روشنایی و بهره‌وری انرژی توسط سیستم‌های خودکار پیشرفته به دست می‌آید. کنترل نور طبیعی و کنترل حضور به‌طور قابل‌توجهی مصرف انرژی را کاهش می‌دهند.
افزایش بهره‌وری
در یکی از جامع‌ترین مطالعات از این دست، محققان گروه Light Right Consortium در نیویورک همچنین به این نتیجه رسیدند که روشنایی خوب باعث بهبود بهره‌وری می‌شود. بین ۹ تا ۳۱ درصد از افرادی که محل کارشان تنها با سیستم‌های روشنایی مستقیم روشن شده بود، این وضعیت را ناخوشایند ارزیابی کردند. از سوی دیگر، ۹۱ درصد از افراد یک سیستم روشنایی مستقیم/غیرمستقیم با شدت نور بالا را مطلوب دانستند. در مکان‌هایی که روشنایی محل کار به‌طور فردی قابل تنظیم بود، مشخص شد که کارکنان بیشتر انگیزه دارند، پافشاری بیشتری نشان می‌دهند و هوشیارتر هستند. همچنین کارهایی که انجام می‌دادند، دقیق‌تر و کامل‌تر بود.
با توجه به این یافته‌ها، کیفیت نورپردازی و بهره‌وری انرژی نمی‌توانند به سادگی در برابر یکدیگر قرار گیرند. مصرف انرژی کمی بالاتر یک سیستم نوری تنظیم‌شده برای ریتم شبانهروزی نسبت به سیستمی که برای بهره‌وری انرژی بهینه‌سازی شده است، با انگیزش، عملکرد و سلامت بهبود یافته جبران می‌شود.