Осветление за промишлени помещения с високи тавани

ОсветлениеСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 2, 2015

B осветителна индустрия се наложиха специализирани продуктови линии, предназначени за осветяване на помещения с високи тавани. Те са известни като "high-bay" (или "hi-bay") осветители и при проектирането им се вземат предвид специфичните изисквания на осветителните приложения в помещения с голяма височина. Особено внимание изисква дизайнът на такива осветителни системи, когато се проектират за промишлени приложения.

Специален подход към осветлението обикновено се прилага в производствени помещения с високи тавани, цехове, складове, халета, логистични центрове и др. Освен традиционните предизвикателства на по-голямата височина, като затруднен монтаж, достъп и поддръжка на осветлението, в индустрията са налице и допълнителни особености.

В промишлените помещения от доброто осветяване често зависят здравето и безопасността на персонала, особено при работа с машини, химикали или опасно оборудване. За повечето типови производства са в сила специфични законови изисквания, регламентирани от единния европейски стандарт за осветление на работни места на закрито БДС EN 12464-1:2011.

Специфики на помещенията с високи тавани
В много промишлени помещения към тавана се монтират метални скелетни рамки. Тези конструкции (подобни на решетки) образуват допълнителна интериорна зона между рамката и тавана.

Друго предизвикателство са гъсто разположените и обемисти въздуховоди на ОВК инсталациите, които заемат значителна част от площта на таваните. В зависимост от спецификата на конкретното приложение и извършваните в помещението операции, проектантите на осветителни системи решават дали осветителите да бъдат монтирани директно на тавана, върху конструкцията или да бъдат висящи.

Що се отнася до височината, в много държави като "високи" стандартно се квалифицират тавани с височина, по-голяма от 7 м. Типично за такива приложения се използват главно hi-bay осветители, тъй като конвенционалните решения се оказват недостатъчно ефективни.

През последните години глобалните производители на осветителни решения лансират на пазара индустриални hi-bay серии, предназначени за осветяване на помещения с височина над 4,5 м, които са проектирани да отговарят на специфичните изисквания за по-добро светлоразпределение.

В допълнение към тях, са налице и високи изисквания за енергийна ефективност, намаляване на въглеродния отпечатък и възможности за прецизен контрол към индустриалното осветление. Те се отнасят в особена степен за решенията, предназначени за помещения с високи тавани, при които монтажът и обслужването на осветителните системи са затруднени. Препоръчително е осветителите да позволяват димиране и лесна поддръжка, да имат дълъг експлоатационен цикъл и да са с минимална консумация на енергия.

High-bay LED осветители
Осветлението за промишлени помещения с високи тавани трябва да бъде достатъчно и равномерно, с минимален контраст и отблясъци, широк температурен диапазон на работа и висока устойчивост на агресивни условия. Доскоро стандартните светодиодни осветители в достъпен ценови клас трудно се справяха с покриването на тези изисквания.

През последните няколко години обаче глобалните производители постепенно наложиха на пазара специализирани high-bay серии LED модули, които се отличават с висок потенциал за енергоспестяване и отлична приложимост в индустриални помещения с високи тавани. Те са подходящи за ретрофит на съществуващи осветителни системи с флуоресцентно или метал-халогенно осветление поради по-високите си мощности и по-дълги периоди на автономна работа.

Обикновено ефективността им е над 90%, а 115-ватов еквивалент например е със светимост приблизително 12 хиляди лумена. LED осветителите позволяват експлоатационен живот от над 60 хиляди часа, което е приблизително три пъти повече от живота на една стандартна метал-халогенна лампа. Температурният диапазон на работа на светодиодните решения обикновено е от порядъка на -20 – +50 °C, което ги прави подходящи и за по-специфични индустриални приложения.

Паралелно с развитието на технологиите за жилищни и търговски приложения, индустриалните осветители за помещения с високи тавани все по-масово включват сензори, възможности за мрежова комуникация и интелигентно управление, които допълнително увеличават енергийната им ефективност и подобряват функционалността. Намаляващите цени на светодиодните лампи и осветители ги правят все по-предпочитано от проектантите решение за high-bay приложения.

Други решения
Газоразрядните лампи с висок интензитет (High-Intensity Discharge Lamp - HID) и баластните технологии за тях продължават динамично да се развиват и предлагат ефективно решение за hi-bay приложения. Въпреки технологичния напредък при LED осветителите, флуоресцентните/ луминесцентните и метал-халогенните лампи все още масово се използват за осветление на промишлени помещения.

Макар традиционните приложения на флуоресцентните лампи да включват стандартни помещения с височина под 4,5 м, съвременните постижения в технологията ги правят отлична алтернатива на газоразрядните лампи и за помещения с високи тавани над 7 м. Производителите разработват и високомощни T8 и T5HO флуоресцентни осветители за помещения с високи тавани, които се отличават със значителни предимства в сравнение с конвенционалните газоразрядни лампи, като позволяват ефективно осветяване на помещения с височина дори около 10 м.

Метал-халогенни осветители
Метал-халогенните лампи (МХЛ) са традиционно решение за осветяване на индустриални помещения с високи тавани, като най-често се използват осветители с мощност 250-400 W. Те са компактни, мощни, здрави и обикновено високоустойчиви на механични и химически въздействия светлоизточници с голяма габаритна яркост. Стандартните метал-халогенни лампи излъчват ярка бяла светлина, а срокът на експлоатация на една МХЛ 400 W при 10 ч. работа на ден обикновено е около 20 хиляди часа.

Само няколко такива лампи могат да произведат достатъчно светлина, за да покрият нуждите на цяло производствено помещение с голям обем и височина. Една стандартна метал-халогенна лампа с мощност 400 W произвежда около 36 хиляди лумена, а по-мощните решения достигат до над 40 хиляди. Недостатък на стандартните МХЛ е, че използват конвенционални баласти, които водят до сравнително високи загуби на енергия.

При стартиране, на този тип осветители са им необходими около 4 минути, за да постигнат 100% от светлинния поток, а при рестартиране – 10-15 минути. По-съвременните МХЛ с импулсни релета се характеризират с по-ниски енергийни загуби и се нуждаят от около 2 минути за достигане на пълен светлинен поток при пуск и приблизително 4 минути при „горещ рестарт”. От съображения за сигурност поради тази особеност метал-халогенните лампи не са съвместими със сензори за присъствие.

Флуоресцентни лампи
Метал-халогенните лампи обикновено са точкови източници, а флуоресцентните – линейни. В резултат флуоресцентните осветители предизвикват много по-малко отблясъци в помещения с високи тавани, увеличават вертикалните нива на осветеност и осигуряват по-равномерно светлоразпределение, като минимизират сенките. Средната продължителност на живот на луминесцентните тръби е около 7500 часа при експлоатация от средно 3 часа на ден.

За ретрофит на конвенционалните метал-халогенни лампи с електромагнитен баласт в индустриални помещения с високи тавани често се използват T8 или T5HO hi-bay флуоресцентни осветители, чрез които могат да бъдат постигнати икономии на енергия до 50%. Те са с издължен правоъгълен корпус, в който в могат да бъдат поставени 4, 6 или повече тръби (пури) в зависимост от изискванията за осветеност.

Дизайнът им позволява директен монтаж на тавана в помещения с голяма височина или окачен монтаж в една или няколко точки на корпуса. Оптичните системи осигуряват „тясно” или „широко” светлоразпределение в зависимост от височината на монтаж и осветяваното пространство.

Специализираните серии за промишлени hi-bay приложения обикновено включват ударо-, взриво- и водоустойчиви модели, както и версии, подходящи за силно агресивни химически среди. Hi-bay моделите типично са с интегрирана аварийна пусково-регулираща апаратура в случай на прекъсване на захранването. При тях е възможно интегрирането на програмируеми времерелета и димируеми баласти, които оптимизират енергопотреблението и живота на лампата.

Цветна температура и цветопредаване
Специфичните изисквания на някои производствени приложения, особено в индустриални помещения с високи тавани, налагат използването на осветители с определена цветна температура и индекс на цветопредаване. За повечето такива приложения препоръчителната цветна температура е от порядъка на 4000 K.

Конвенционалните МХЛ с електромагнитни дросели типично са с цветна температура в диапазона 3000-4000 K. Недостатък при тях обаче е, че при промяна на напрежението лампите променят цвета си с около 200-600 K с течение на времето поради протичащите в тялото на лампата химични процеси.

Когато МХЛ се димират, те могат да повишат цветната си температура и да променят цвета си от бяло към синьо-зелено. При димиране газоразрядните лампи като цяло променят цвета на излъчваната светлина, което може да повлияе негативно индекса им на цветопредаване.

В промишлени помещения с високи тавани, в които се извършват стандартни индустриални операции, препоръчителният индекс на цветопредаване е >80 CRI. За по-специфични приложения може да е необходим и CRI >90, особено при операции, в които цветът на продукта е от съществено значение. За складове, халета и логистични помещения обикновено минималният индекс на цветопредаване е CRI = 60.

Поддръжка на hi-bay осветители
Флуоресцентните осветителни системи за помещения с високи тавани обикновено включват 4 до 6 пъти повече осветители от метал-халогенните системи. Повредата на една пура не би повлияла значително осветяването на помещението. МХЛ от друга страна типично са по-малко на брой и отказът на един осветител означава, че дадена зона от помещението ще остане без осветление. Обикновено е необходима телескопична стълба или подемна платформа (вишка), за да бъде издигнат монтажникът до необходимата височина.

Добро решение по отношение на обслужването за промишлени помещения с високи тавани и труднодостъпни монтажни локации са LED осветителите, тъй като те практически не изискват поддръжка. Флуоресцентните и метал-халогенните лампи се снабдяват с допълнителни баласти, за да не се прекъсва осветлението при отказ или повреда на основната пусково-регулираща апаратура и да не се налага директна подмяна.

Експлоатационният живот на луминесцентните лампи може да бъде удължен чрез електронни дросели с програмируем старт, както и чрез инсталирането на датчици за присъствие, които да подават информация към контролера кога е необходимо осветление и кога то може да бъде изключено или димирано.

За помещения с изключително усложнена инсталация и поддръжка на осветителите поради голяма височина или затруднен достъп решения са индукционните лампи, които биха могли да осигурят до над 100 часа живот и добра ефективност дори при много ниски температури в помещението. Основен техен недостатък обаче са значително по-високите първоначални разходи за закупуване и инсталация.

Контролни решения
Осветителните системи за промишлени помещения с високи тавани все по-пълноценно се възползват от съвременните енергоспестяващи технологии, които отдавна се прилагат в жилищното, офисно и търговско осветление – програмируеми графици, daylight-harvesting системи за оптимална утилизация на дневната светлина, двустепенни режими, датчици за присъствие, стъпково и плавно димиране и др.

Датчиците за присъствие за промишлени помещения с високи тавани са със специални лещи, които позволяват надеждно отчитане от големи разстояния предвид големите височини на монтаж на осветителите.

LED лампите стартират мигновено след запалването, а флуоресцентните лампи – с малко закъснение. При тях са напълно приложими стратегиите за автоматично гасене на осветлението при отсъствие на обитатели в помещението, както и за управление спрямо предварително зададен график с цел реализиране на икономии на енергия, особено в помещения, които не се използват постоянно. Метал-халогенните лампи се характеризират със значително забавяне при стартиране и не са подходящо решение за осъществяването на такава стратегия.

Новият брой 3/2019

брой 3-2019

ВСИЧКИ СТАТИИ | АРХИВ

ЕКСКЛУЗИВНО

Top