100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Продвинутая система освещения

Умный свет: подробный гайд про интеллектуальную систему освещения

Ирэн Гайдукова

Интеллектуальные технологии стремительно завоевывают популярность во многих сферах жизни. Умный свет в доме — автоматизированная система контроля за наружными и внутренними осветительными приборами. Рассказываем, как выбрать схему освещения, отвечающую вашим потребностям.

Система освещения в умном доме: конструкция и принцип работы

Смысл системы умного освещения в возможности управления светом с помощью голоса или автоматизированных сценариев. Система позволяет контролировать работу осветительных приборов, установленных внутри и снаружи дома.

Можно сразу приобрести умные световые приборы. Например, лампы Sber E14 или Sber E27. Однако обычные устройства тоже легко превратить в интеллектуальные. Достаточно совместить их с умными розетками и выключателями. Для этой цели подойдут светодиодные ленты, встраиваемые и локальные светильники.

Перейдем к компонентам системы контроля света. Это:

  • Силовой блок управления светом, принимающий команды и распределяющий их.
  • Контроллеры.
  • Панели управления, пульты.
  • Умные выключатели.
  • Диммеры для настройки уровня освещенности.
  • Датчики движения, реагирующие на присутствие и отсутствие человека в комнате или на придомовом участке.

Важно! Иногда к системе умного освещения подключают бытовые приборы, работу которых хочется автоматизировать.

Для подключения приборов к электросети применяются специальные устройства — контроллеры. Для фиксации процессов используются детекторы и датчики. Они отмечают изменение уровня освещенности и реагируют на движения обитателей дома, после чего передают сигналы на контроллер. Устройство автоматически обрабатывает информацию и активирует включение света.

Для еще большего удобства можно настроить голосовое управление системой. Например, через виртуальных помощников — Siri, Алису и Google Assistant.

Система умный свет в доме

Применение и преимущества умного освещения

Интеллектуальное освещение широко используется как в больших частных домах, так и в городских квартирах, а также в производственных помещениях, офисах и гостиницах. Преимущества технологии:

  • Возможность контролировать включение и выключение света даже находясь вдали от дома — это удобно, если вы переживаете, что забыли выключить свет или электроприборы.
  • Сокращение затрат на коммунальные услуги за счет снижения потребления электроэнергии.
  • Простая и интуитивно понятная система управления освещением, с которой справится любой член семьи.

Больше не придется искать в темноте выключатели и думать, погасили ли вы свет перед уходом. Все процессы будут автоматизированы. Вам останется только наслаждаться комфортом и пробовать усовершенствованные функции.

Управление умной системой освещения

Функционал «умного освещения»

Умная система света дарит новые возможности, которые очень пригодятся в быту. Рассмотрим пять важных функций.

Выключение и включение ламп по таймеру

Автоматизация освещения подразумевает использование таймеров. Можно выставить в программе определенные временные промежутки, когда свет будет включаться и выключаться.

Не обязательно устанавливать одинаковое время для всех светильников. Например, ближе к вечеру можно автоматически включать основное освещение, а в более поздний час — бра, торшеры и ночники. Утром функция таймера тоже незаменима — включившийся свет поможет проснуться без будильника.

Автоматическое управление светом

Система умного освещения имеет несколько вариантов управления. Можно воспользоваться пультами, предназначенными отдельно для каждого помещения. Кнопки на устройстве запрограммированы на управление всеми осветительными приборами, которые есть в комнате. Контролировать свет с помощью пульта можно из любого уголка дома или квартиры.

Второй способ — установка специальных устройств для полной автоматизации контроля. Самый распространенный вариант — датчики движения, которые реагируют на появление человека. Свет включится, как только вы зайдете в комнату и выключится через несколько минут, когда выйдете.

У датчиков движения есть один минус. Если вы войдете в помещение и захотите находиться там без света, все-таки придется подойти к выключателю. Однако этот незначительный недостаток не умаляет удобства конструкции.

Смена яркости света

Система умного освещения позволяет с легкостью регулировать яркость свечения ламп за счет специальных устройств — диммеров. Они позволяют вручную изменять мощность освещения.

Существует четыре способа изменения настроек:

  1. Использование кнопок на настенных панелях.
  2. Установка автоматического режима смены яркости через определенное время.
  3. Управление с помощью пульта.
  4. Настройка вручную.

Освещение в зависимости от времени суток и количества естественного света

Можно установить специальные датчики, которые будут фиксировать изменение уровня освещенности в разных комнатах. Когда в помещении воцарится полумрак, лампы сразу включатся. Датчик реагирует и на насыщенность освещения. Чем темнее в комнате, тем ярче горит свет.

Такая система света применяется не только внутри дома, но и снаружи. Умные светильники часто размещают на участках возле светолюбивых растений, чтобы посадки не страдали от отсутствия солнечных лучей.

Создание световых сценариев

С помощью функции световых сценариев программа запоминает определенные комбинации одновременно включенных светильников. При необходимости система может их повторить — достаточно нажать кнопку на пульте управления.

Управление функционалом системы умного освещения

Контроллер освещения

Контроллер в умном доме — микропроцессор, в который заложен «интеллект» системы. Устройство оценивает поступающие команды и выбирает подходящий алгоритм для совершения действия.

Контроллеры могут быть установлены прямо в светильники. Дизайнеры называют это системой распределенного интеллекта. Такая схема считается более гибкой и удобной в управлении.

Можно установить один контроллер для всей системы. Такая схема называется централизованной. Это решение подходит для домов и квартир, где не много комнат.

Контроллер для системы умного освещения

Умная розетка с таймером

Умный таймер представляет собой компактное устройство, которое выглядит как обычный переходник. Его нужно интегрировать в розетку, после чего подключить туда бытовой прибор.

Возможности розеточных таймеров:

  • Отключение питания через заданный отрезок времени.
  • Включение электропитания в определенное время.
  • Удаленный контроль за работой электроприборов.
  • Расчет потребления энергии.

Розетка с таймером очень полезна в быту. Установив даже самое простое устройство, можно больше не переживать, выключен ли утюг. Даже если вы про него забыли, умная система среагирует и заблокирует электропитание.

С помощью розетки с таймером можно настроить работу приборов в определенное время. Например, запрограммировать включение кофеварки в утренние часы.

Таймеры на розетке пригодятся и в праздники. Перед новым годом в домах появляются гирлянды и другой световой декор. Перед сном многие забывают отключить устройства, в результате чего приборы могут перегореть. Умные розетки помогут избежать такой участи.

И главное преимущество системы — возможность сравнить показатели затраченной электроэнергии для разных приборов. Достаточно включить в розетку сначала одно устройство и зафиксировать измерения. Затем можно проделать аналогичные действия с другим прибором. В результате вы будете знать, какая бытовая техника «съедает» больше энергии и повышает ваши счета за электричество.

Читайте так же:
Реставрация педальной машинки

Умная розетка с таймером

Умный выключатель

Умный выключатель — высокотехничное приспособление, способное функционировать в автоматическом режиме. Конструкция устройства:

  • Приемник: бесшумное импульсное реле, которое фиксирует полученные сигналы и размыкает цепь электропроводки. Управление устройством осуществляется с помощью пульта или смартфона. Миниатюрный приемник можно монтировать прямо в светильники или в распределительные щитки.
  • Передатчик: конструкция, оснащенная компактным электрогенератором. После отправки команды прибор вырабатывает электроток, который трансформируется в определенным сигнал. После выполнения действия передатчик транслирует информацию на смартфон или контроллер.

Умный выключатель — удобная замена привычному. Интеллектуальный рычаг управления светом выглядит практически также, как и обычный. Он не требует подключения к выделенной ветви электропроводки, поэтому может располагаться на любой поверхности.

Важно! Большинство моделей обладают функцией диммирования — способностью изменять яркость освещения.

Популярные бренды, выпускающие интеллектуальные выключатели: Sonoff, Xiaomi, Vitrum, Delumo. В ассортименте этих производителей можно найти устройства, отвечающие оптимальному соотношению качества и стоимости. Например, огромным спросом пользуется бюджетный выключатель от Xiaomi/Aqara.

Для монтажа некоторых моделей умных выключателей нужен нулевой провод в подрозетнике. Если его нет, лучше отдать предпочтение изделию, которое получает питание от ламп.

Есть версии голосовых выключателей света, которые не требуют нулевого провода в подрозетнике и функционируют через WiFi. Если вы остановитесь на этом варианте, убедитесь, что интернет всегда работает бесперебойно. Однако существует возможное неудобство — включение света с небольшой задержкой.

Вариант умного выключателя

Диммерный переключатель

Диммеры, отвечают за яркость освещения в комнатах. С помощью таких переключателей легко добиться как приглушенного, так и очень яркого света. Для создания эффектной подсветки можно активировать функцию художественного мерцания.

Современные диммеры для системы умный дом значительно отличаются от электромеханических моделей. Если обычные устройства позволяли только регулировать яркость, то новые способны на большее.

  • Возможность управления с помощью пульта или голосовых команд.
  • Работа по таймеру.
  • Разные алгоритмы смены яркости свечения.

Некоторые модели диммеров отвечают не только за яркость, но и за цветопередачу. С их помощью можно делать потоки света более теплыми и холодными.

Вариант умного диммерного переключателя

Пульты для управления лампами

Пульты — устройства для дистанционного управления осветительными приборами. По функционалу они могут быть одноканальным и многоканальными. Первые работают только с определенным светильником, вторые — одновременно с несколькими приборами.

Разновидности пультов по конструкции:

  • Накладной: панель с сенсорным экраном или клавишами, закрепленная на стене.
  • Переносной: конструкция, которая с виду почти ничем не отличается от пульта управления бытовой техникой.

На пульте обозначены все возможные функции выбранной системы. Для активации желаемого режима освещения достаточно просто нажать на нужную клавишу. Через несколько секунд после этого действия команда будет выполнена.

Пульт для контроля умного освещения

Датчики в умной системе

Датчики для интеллектуального освещения выполняют важную функцию — они активируют автоматическое включение ламп. Рассмотрим два типа устройств, которые широко применяются в системе.

Датчики движения для наружного освещения

Благодаря устройствам, реагирующим на движение, свет будет включаться, как только на участке появится человек. Аналогичный эффект возникает, если на территорию въезжает транспортное средство. Освещение выключится спустя несколько минут после того, как перемещения прекратятся.

Датчики присутствия для внутреннего света

Внутренние датчики работают также, как и наружные. Они тоже реагируют на движения и присутствие человека. Свет включится, когда вы зайдете в комнату и будет гореть, пока не выйдете. Это идеальное решение для любого помещения в доме или квартире.

Датчик движения в системе умного света

Системы управления умным светом

Многие путают инструменты и системы управления. О первых мы уже рассказали выше. Теперь перейдем к обсуждению трех возможных систем координации осветительных приборов и инструментов управления.

Централизованная

Такая система позволяет управлять всеми устройствами в доме и на участке. Все осветительные приборы объединены «мозговым» центром — процессором. Он принимает сигналы и распределяет команды между элементами схемы. Чаще всего управление осуществляется голосом или через приложения.

Беспроводная

Если для контроля освещения выбрана беспроводная система, осветительные приборы будут активироваться с помощью пульта. «Сердце» схемы — радиопередатчик. После того, как вы нажмете на нужную клавишу пульта, сигналы через него поступят к определенным устройствам.

Гибридная

Такая система управления объединяет беспроводные и проводные устройства. Сигналы с датчиков могут беспрепятственно передаваться от одного прибора к другому. Главное, правильно выстроить схему.

Управление умной подсветкой

Сетевая система умного управления освещением

Сетевая система может быть частью схемы автоматизации домов или функционировать автономно. Чтобы управлять светом, потребуется компьютер или смартфон с установленным и настроенным программным обеспечением. С помощью удобных программ и приложений легко контролировать освещение, активировать умную подсветку, устанавливать таймеры, подсчитывать затраченную электроэнергию.

Наружное автоматическое управление освещением

Интеллектуальную технологию умного света широко используют для наружного применения. Устанавливают специальные датчики, которые управляют работой уличных светильников и регистрируют изменение естественного освещения. Как только становится темно, электрические устройства автоматически включаются.

Уровень освещенности зависит от времени суток. Чем темнее на улице, тем ярче будут гореть светильники. Можно «приглушить» их, поменяв настройку в программе. Если в отсутствие людей освещение участка не потребуется, достаточно установить ночной режим. В этом случае датчики среагируют только тогда, когда к дому подойдет человек.

Умное наружное освещение

Это интересно! Благодаря наружной системе управления создается эффект присутствия хозяев в доме. Это отбивает у злоумышленников желание проникнуть на частную территорию.

Продвинутое освещение

OGL3

В уроке посвященном основам освещения мы кратко разобрали модель освещения Фонга, позволяющую придать существенную долю реализма нашим сценам. Модель Фонга выглядит вполне неплохо, но имеет несколько недостатков, на которых мы сосредоточимся в данном уроке.

Часть 1. Начало

Часть 2. Базовое освещение

Часть 3. Загрузка 3D-моделей

Часть 4. Продвинутые возможности OpenGL

Часть 5. Продвинутое освещение

  1. Продвинутое освещение. Модель Блинна-Фонга.

Часть 6. PBR

Модель Блинна-Фонга

Модель Фонга является весьма эффективным приближением для расчета освещения, но при определенных условиях она может терять часть компоненты зеркальных бликов. Это можно заметить при малых значениях силы блеска (shininess) когда область зеркального отражения становится довольно большой. На рисунке ниже показано, что происходит, когда мы используем силу зеркального блеска 1.0 для плоской текстурированной поверхности:

Как видите, область зеркального отражения имеет резко очерченную границу. Это происходит потому что угол между вектором обзора и вектором отражения не должен превышать 90 градусов, иначе их скалярное произведение становится отрицательным, что делает компоненту зеркальных бликов равной нулю. Вы можете подумать что в этом нет ничего страшного, потому что мы и не должны получать какой-либо освещенности при углах свыше 90 градусов, верно?

Читайте так же:
Лучшие кардио-упражнения для домашней тренировки — объясняем по порядку

Не совсем. Это применимо только по отношению к диффузной компоненте, где угол выше 90 градусов между вектором нормали и направлением света означает, что источник света находится ниже освещаемой поверхности, и, следовательно, вклад диффузного освещения должен равняться нулю. Однако в случае с зеркальной компонентой мы измеряем не угол между направлением света и нормалью, а угол между векторами обзора и отражения. Взгляните на следующие два рисунка:

Теперь проблема становится очевидной. Слева мы видим привычную нам картину Фонговского отражения с θ менее 90 градусов. На правом рисунке угол θ между направлениями зрения и отражения больше 90 градусов, в результате чего вклад зеркального освещения аннулируется. Обычно это не причина для беспокойства, так как вектор обзора зачастую заметно удален от вектора отражения. Но при малых значениях силы зеркального блеска радиус области отражения становится достаточно большим, и дает заметный вклад в общую картину. Используя модель Фонга мы аннулируем этот вклад при углах больше 90 градусов (как видно на первом изображении).

В 1977 году Джеймсом Ф. Блинном (James F. Blinn) была представлена модель освещения Блинна-Фонга, как дополнение к модели Фонга, которой мы пользовались до сих пор. Она во многом схожа с моделью Фонга, но использует немного иной подход к расчету зеркальной компоненты, что позволяет решить нашу проблему. Вместо того, чтобы полагаться на вектор отражения, мы используем так называемый медианный вектор (halfway vector), который представляет из себя единичный вектор точно посередине между направлением обзора и направлением света. Чем ближе этот вектор к нормали поверхности, тем больше будет вклад зеркальной компоненты.

Когда направление обзора полностю совпадает с (теперь уже мнимым) вектором отражения, медианный вектор совпадает с нормалью к поверхности. Таким образом, чем ближе направление обзора к направлению отражения, тем сильнее становится зеркальный блеск.

Очевидно, что вне зависимости от направления, с которого смотрит наблюдатель, угол между медианным вектором и нормалью к поверхности никогда не превысит 90 градусов (если, конечно, источник света не находится ниже поверхности). Благодаря этому мы получаем несколько иные результаты по сравнению с Фонговским отражением, и в целом картина выглядит более визуально правдоподобной, особенно при низких значениях силы зеркального блеска. Именно модель освещения Блинна-Фонга использовалась в более раннем, фиксированном конвейере OpenGL.

Найти медианный вектор легко: нужно сложить вектор направления света с вектором обзора и нормировать результат:

На языке GLSL это выглядит так:

Таким образом расчет зеркальной составляющей сводится к простому вычислению скалярного произведения между нормалью к поверхности и медианным вектором, чтобы получить значение косинуса угла между ними, которое мы снова возводим в степень силы зеркального блеска:

Собственно, это всё что касается модели Блинна-Фонга. Единственное различие между зеркальным отражением в моделях Блинна-Фонга и Фонга заключается в том, что теперь мы измеряем угол между нормалью и медианным вектором вместо угла между направлением обзора и вектором отражения.

Используя медианный вектор для расчета компоненты зеркальных бликов мы больше не будем иметь характерной для модели Фонга проблемы с резкой границей области зеркального отражения. На изображении ниже показана область зеркального отражения обоих методов при силе зеркального блеска 0.5:

Еще одно небольшое различие между моделями Фонга и Блинна-Фонга заключается в том, что угол между медианным вектором и нормалью к поверхности часто меньше угла между векторами обзора и отражения. Поэтому, чтобы получить аналогичные модели Фонга результаты, значение силы зеркального блеска должно быть немного выше. Эмпирически установлено, что оно где-то в 2-4 раза больше по сравнению с моделью Фонга.

Ниже приведено сравнение зеркальной компоненты между моделями с силой зеркального блеска равной 8 для модели Фонга и 32 для модели Блинна-Фонга:

Как видно, зеркальная компонента Блинна-Фонга более резкая. Обычно требуется небольшая подгонка, чтобы получить результаты аналогичные полученным ранее с использованием модели Фонга, но, в целом, освещение Блинна-Фонга дает более правдоподобную картину.

Для данной демонстрации мы использовали простой фрагментный шейдер, который переключается между обычным отражением Фонга и отражением Блинна-Фонга:

Исходный код данного урока вы найдете здесь. Нажимая клавишу b, вы можете переключаться с модели Фонга на модель Блинна-Фонга и обратно.

Энергосберегающие освещение

Экономить на освещении можно по-разному. Портить зрение и пренебрегать безопасностью, игнорируя требуемые уровни освещенности… сокращать энергопотребление, сохраняя качество света… и, наконец, пользоваться системой, которая в равной степени улучшает освещение и сокращает удельные расходы.

Первый вариант нас точно не интересует, а вот со вторым и третьим стоит разобраться. Назовем эти две концепции обычным и интеллектуальным энергосбережением соответственно.

Технические средства экономии энергопотребления

Сравним, как электротехнические и программные средства могут работать в обычном и интеллектуальном энергосбережении.

Источники света с высоким КПД

Еще 5 – 7 лет назад при модернизации освещения рассматривались 2 группы энергосберегающих ИС — люминесцентные (газоразрядные низкого давления) и светодиодные. Сейчас, после удешевления светодиодов и улучшения их спектральных характеристик люминесцентные лампы потеряли свои позиции и сохраняют отдельные конкурентные преимущества только в специфических сферах.

Светоотдача светодиодных ИС 80 – 150 Лм/Вт против 50 – 70 Лм/Вт у лучших газоразрядных позволяет компенсировать разницу в их стоимости уже за первые полгода (при графике работы средней и высокой интенсивности).

Световая отдача различных ИСРис. 1. Световая отдача различных ИС

Диммеры

Позволяют изменять величину светового потока от 100 % до 0 %, благодаря чему можно не тратить энергию на избыточное освещение и продлевать срок службы ламп. Диммеры бывают внешними и встроенными в конструкцию ИС. Работают они плавно, с фиксацией на любом выбранном значении, либо дискретно (ступенчато). Простейшие дискретные диммеры предназначены для переключения между одним из 3 положений — 0 %/50 %/100 %.

Автоматическое диммирование осуществляется с помощью контроллера, компьютера или смартфона. Управляющий сигнал передается по проводу (например, cогласно цифровому протоколу DALI) или по Wi-Fi (если в светильнике или лампе есть приемное устройство Wi-Fi).

Читайте так же:
Нужно ли пить витамины? (видео)

Важно: люминесцентные и светодиодные ИС диммируются не всегда. При покупке ламп обращайте внимание на информацию, указанную на упаковке.

Неавтоматический диммер и 2-клавишеый выключатель в двухпостовой рамкеРис. 2. Неавтоматический диммер и 2-клавишеый выключатель в двухпостовой рамке

Дистанционные и автоматические выключатели (АВ)

Первые позволяют выключать свет во всем помещении или здании, выходя из него (устройства располагают у выходов). Вторые являются необходимым элементом любой автоматической системы освещения.

Таймеры

Передают управляющий сигнал включения/выключения/диммирования по истечению заданного времени или множество сигналов в соответствии с графиком. Таймеры могут выполнять одно действие или совмещать несколько функций — например, реле времени и автоматического выключателя.

Механический и цифровой розеточные таймерыРис. 3. Механический и цифровой розеточные таймеры

Датчики

При изменении контролируемого физического параметра передают команду контроллеру или компьютеру автоматической системы или непосредственно на автоматические выключатели. Как и таймеры, могут объединять в одном корпусе устройства датчиков и АВ.

По функциям различают:

  • Датчики движения — обычно используют для включения и выключения света в проходах, на лестничных маршах, в зонах работы видеокамер охранных систем.
  • Датчики присутствия — удобное решение для автоматического включения и выключения света на рабочих местах.
  • Датчики раскрытия (двери, окна и т.д.)
  • Датчики света — простейшие устройства предназначены для включения и выключения наружного освещения. Более сложные приборы позволяют с высокой точностью измерять освещенность и используются в интеллектуальных системах энергосберегающего освещения.

Профильное программное обеспечение

Экономить энергию можно как с помощью ПО «умного освещения», так и посредством специализированных программ энергосбережения. Главное, чтобы этот софт умел объединять компьютер (смартфон), датчики и светильники в согласованно работающий комплекс.

Важно: производители электротехники создают такое ПО «под себя». Например у Phillips программа TheEdge будет корректно работать только с устройствами этой компании. Специалисты «Интера Лайтинг» рекомендуют на крупных объектах пользоваться индивидуально разрабатываемым софтом, оптимизированным под конкретную систему освещения.

На какой компонентной базе строится система энергосберегающего освещения

Сведем данные по востребованности технических средств в таблицу, которая даст представление о двух подходах к энергосбережению

Конструктивные приемы и организационные меры

Возможно, вы удивитесь, но значительной экономии электроэнергии, потребляемой светильниками, можно добиться без каких-либо специальных технических средств. Достаточно улучшить условия рассеивания, преломления и отражения света. Среди самых распространенных приемов:

  • Перераспределение мощностей между общим и местным освещением в пользу второго.
  • Разделение общего освещения на несколько зональных групп.
  • Оптимизация планировки рабочих мест.
  • Увеличение длины подвесов у светильников в помещениях с высокими потолками.
  • Своевременная чистка плафонов и рефлекторов светотехники, мытье окон.
  • Окраска стен в светлые тона, использование глянцевых декоративных панелей, выбор светлого напольного покрытия.

Конечно, деление освещения на группы, функциональную планировку помещения и выбор отделочных материалов надо предусматривать на стадии проектирования интерьера и/или инженерных систем. Однако, ряд мер доступен в любой ситуации. Некоторые из них нуждаются в дополнительных пояснениях.

Насколько эффективно увеличение длины подвесов? Покажем это на простом примере:

  1. Светильник смонтирован над столом на высоте 3,5 м от пола. При этом он обеспечивает требуемую освещенность рабочего места (нормируется в данном случае на высоте 80 см от пола).
  2. Расчетная высота составляет 3500 – 800 = 2700 мм. Допустим, светильник можно опустить еще на 700 мм — до расчетной высоты 2000 мм (минимальная допустимая высота прибора над столом определяется углом рассеивания и фактором бликовости).
  3. Интенсивность света обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника. Поэтому расчетная освещенность увеличится в соответствии с пропорцией Е2000/ Е2700 = 2700 2 /2000 2 , т.е. в 1,82 раз.
  4. Значит, чтобы сохранить освещенность на прежнем (достаточном) уровне, необходимо снизить световой поток (и потребляемую мощность) ИС в эти 1,82 раза.

Конечно, реальные расчеты гораздо сложнее, но принцип остается тем же.

Что касается отражающих свойств облицовочных материалов, стоит знать, что полы отражают гораздо больше, чем стены. Это касается как солнечного, так и искусственного света. Прямые лучи из окон и от светильников падают преимущественно на горизонтальные поверхности. Поэтому, белый ламинат или светлый керамогранит поднимут освещенность в комнате ощутимей, чем перекраска стен.

Принципы построения систем энергоэффективного освещения

Существует, как минимум, 4 основных принципа, которые необходимо учитывать при построении энергоэффективных систем освещения:

  • Функциональное сочетание естественного и искусственного освещения.
  • Зональное управление светом.
  • Автоматическое реагирование на изменение качественной и количественной потребности в освещении.
  • Испольование дублирующего (маломощного) освещения в случаях, когда диммирование невозможно.

Интеллектуальные системы

Современный тренд развития таких систем ставит во главу угла потребности, комфорт и безопасность человека. Тренд называют антропоцентричным или эргономическим. В идеале каждое рабочее место оснащается датчиками присутствия и освещенности, передающими данные в компьютер (блок управления), где формируются команды, идущие на автоматические выключатели и диммеры.

Таким образом поддерживается постоянный уровень (в соответствии с нормами) освещенности рабочих мест в присутствии персонала независимо от погоды и времени суток. Разумеется, сигнал на выключение местного или зонального света выдается системой не сразу после того, когда человек покидает контрольную зону, но с определенной задержкой по времени. Задержка необходима чтобы избежать неоправданно частых циклов выкл/вкл, создающих дискомфорт для людей и снижающих ресурс ИС.

Сочетание дневного натурального и искусственного светаРис. 6. Сочетание дневного натурального и искусственного света в энергосберегающем освещении

Однако, совсем не обязательно оборудовать датчиками каждое рабочее место. Достаточно разместить один датчик освещенности и создать функциональную модель изменения параметров света в различных зонах одного помещения.

В самых продвинутых антропоцентричных системах в течение суток происходит не только управление световым потоком ИС, но и его цветностью в соответствии с изменением цветовой температуры (ЦТ) естественного освещения. Разумеется, для реализации таких схем необходимы лампы с регулировкой ЦТ и RGB-контроллеры.

Простая система для небольшого офиса, магазина, склада

В функциональных зонах располагаются светодиодные светильники с ИС расчетной мощности. Если предполагаются частые перепланировки помещения, предпочтение отдается трековой системе освещения. Так резервируется возможность иметь несколько групп света, не привязанных к определенной зоне. Вспомогательные помещения оборудуются светильниками, работающими в паре с датчиками движения и/или присутствия.

Автоматическое диммирование в небольших помещениях с часто перемещающимся персоналом не дает ощутимого экономического преимущества над ручным. Целесообразно использовать розеточные диммеры для подключения светильников местного освещения (настольных ламп и т.п.).

Периодически рабочие места и другие важные зоны инспектируются с помощью люксметра для контроля достаточности/избыточности освещенности. По итогам контроля:

  • На трековую систему могут добавляться новые светильники, перемещаться существующие с изменением состава и границ групп света.
  • Могут заменяться лампы в стационарных потолочных светильниках на более или менее мощные.
Читайте так же:
Почему кошки любят коробки? Причины, фото и видео

Сложности с выбором светильников?

Подготовим полный расчет стоимости, необходимого оборудования и 3D визуализацию для освещения вашего объекта. Это БЕСПЛАТНО — еще до покупки и заключения договора, вы сможете узнать: «Сколько и какие светильники подойдут?», «Сколько это будет стоить?», «Как это будет выглядеть?» и даже «Сколько будет наматывать счетчик?».

Обзор современных токопроводных систем освещения

Множество представленных на рынке систем освещения не позволяет покупателю легко сделать выбор. Отсутствие единой терминологии составляет большую сложность, и складывается впечатление, что продавцы осветительного оборудования говорят на разных языках. Чтобы помочь вам сориентироваться в море предложений рынка, мы решили ввести понятие токопроводных систем, основываясь на понимании конструкции систем освещения.

Токопроводная система освещения — это упорядоченный набор уникальных, присущих только ей компонентов (токопровода, устройств подвески токопровода и светильников, различных стыковочных и оконечных элементов, трансформатора), где токопровод является несущим элементом, на который в любой точке могут монтироваться светильники. Токопроводы имеют разную конструкцию и степень жесткости, бывают открытыми или изолированными. Существует два типа токопроводных систем: струнные (тросовые) и шинопроводные.

Все токопроводные системы подразделяются на низковольтные и высоковольтные. В первом случае на провод подается переменный ток с понижающего трансформатора — напряжением 12 и редко 24 В. Источниками света в низковольтных системах выступают относительно недорогие и широко распространенные в продаже 12-вольтные галогенные лампочки. Однако они чувствительны к перепадам напряжения, которые могут существенно снизить срок их службы.

Для высоковольтных моделей понижающий трансформатор не требуется — на токопровод подается сетевое напряжение 220 В. Выбор типов источников света для таких систем гораздо шире. Здесь применяют светильники с галогенными (220 В), люминесцентными лампами и лампами накаливания. При желании или необходимости можно использовать даже мощные металлогалогенные лампы, которые несколько лет назад совершили настоящую революцию в освещении интерьеров магазинов. Токопроводные системы имеют ограничения по силе тока

Токопроводные системы имеют ограничения по силе тока. В низковольтных системах максимальная допустимая величина силы тока, как правило, равна 25 А (соответственно мощность 300 Вт), в высоковольтных — 15 А (в этом случае электрическая мощность велика — около 3,5 кВт). Если необходимо установить светильники, суммарная мощность которых выше максимальной (например, низковольтной системы хватает для питания лишь восьми 35-ваттных галогенных ламп), то систему разбивают на серию изолированных друг от друга отрезков (минисистем), состыкованных с помощью изолирующих коннекторов, и подключают каждый участок к отдельному трансформатору.

Если же поставлена обратная задача — мощности трансформатора хватает для питания светильников, расположенных на нескольких участках токопровода, — применяют проводящие коннекторы. Под коннекторами понимаются индивидуальные для токопровода каждой марки соединительные элементы, позволяющие получить единую по конструкции систему. Они могут нести механическую нагрузку и либо изолировать электрические цепи, либо объединять, становясь, таким образом, изолирующими или соединительными.

Шинопроводные системы

Вариаций шипопроводящих систем множество, и это вызывает путаницу в названиях. Их называют шинами, тоководами, модулями и треками. Но, что интересно, единой терминологии не существует и за рубежом. Так, в Германии все токопроводы, кроме тросов, называют schienen (шинами), а в английской версии каталогов — tracks (треками). В США же количество терминов расширено, что позволяет проводить некоторую классификацию.

Токопроводы, выполненные из экструдированного алюминиевого профиля с интегрированными в него медными проводниками, американцы называют треками. Системы с токопроводами «сэндвичной» конструкции, в которых два слоя проводника разделены слоем диэлектрика, называют monorail systems, то есть системами с одним рельсом. Широко распространенные системы на тонких металлических трубках продавцы США именуют twinrail systems — их и у нас называют рельсами.

Поскольку токопроводы на основе алюминиевого профиля в отечественной терминологии именуются шинопроводами (или просто шинами), заимствованное слово «трек» оказалось свободным. И поставщики систем освещения пользуются им совершенно свободно, чаще называя треками монорельсовые токопроводы.

Попробуем дать более точные названия этим системам, основываясь на американской терминологии, которая нам показалась наиболее развитой и разумной. Единым моментом для этих конструкций является жесткость. То есть эти токопроводы сохраняют заданную форму и не требуют натяжения. Для простоты далее будем именовать их осветительными шинопроводами (или шинами) и разделим на рельсовые и трековые шинопроводные системы.

Шинопроводы могут подвешиваться как к основному, так и декоративному потолку, поскольку в среднем один метр конструкции вместе со светильником весит не более 3 кг. Подвеска осуществляется с помощью гибких тросиков или жестких стержней с пластиковыми или изолированными кронштейнами на концах. Расстояние между подвесками варьируется от 50 до 150 см так, чтобы обеспечить устойчивость системы и не допустить избыточной нагрузки на токопровод и коннекторы. Поверхность большинства осветительных шинопроводов имеет декоративное покрытие — начиная с хромирования или покраски и заканчивая 14-каратной позолотой.

В низковольтных системах, где ток течет по оголенным шинам, покрытие делается проводящим — для контакта с адаптерами. Адаптерами называют кронштейны, с помощью которых светильники (прожектора) крепятся к шинопроводу и получают электрическую энергию. Распространены как низковольтные, так и высоковольтные треки

Рельсовые системы

Все они относятся к низковольтным. Это связано с тем, что ток протекает по голым, неизолированным проводникам, как «по рельсам». При всем многообразии они одинаково крепятся к потолку и стенам. В монорельсовых системах форма сечения токопровода может быть самой разнообразной: круглой, эллипсовидной, квадратной. Размер сечения низковольтной монорельсы обычно составляет 6-10 мм по ширине и 15-25 мм по высоте. Как модификация выпускаются также ленточные шинопроводы. В этом случае между двумя тонкими проводящими слоями (толщиной не более 1 мм) располагается тоже тонкий слой изолирующего материала.

Рельсы могут быть изогнуты как угодно — в плоскости потолка и перпендикулярно ему. Ограничения по радиусу изгиба, правда, существуют. Как правило, минимальный радиус равен 50 см, но это стоит уточнить для вашей системы. При меньшем радиусе изгиба повреждается декоративное покрытие трека, а в худшем случае рельс даже ломается. Ленточные монорельсы, из-за малой толщины конструкции, можно гнуть по широкой стороне с еще меньшим радиусом.

Изгиб трека производят на заводе-изготовителе, в мастерской поставщика или непосредственно на месте. В последнем случае либо потребуется специальный гибочный механизм, предоставленный в аренду поставщиком, либо, при малых и ленточных сечениях, сгибание будет произведено вручную. Рельс можно отрезать по требуемому размеру прямо на месте установки, но производители советуют делать это на заводе-изготовителе (из-за высокой вероятности повреждения изоляции и декоративного покрытия). Большинство производителей выпускают монорельсы нескольких фиксированных длин, принятых на основе практического опыта. В системах с двумя рельсами проводниками служат тонкие медные трубки диаметром 4-10 мм

Читайте так же:
9 фактов об известных фильмах — выявляем все нюансы

В системах с двумя рельсами проводниками служат тонкие медные трубки диаметром 4-10 мм. К ним, как к тросам, жестко или на гибких подвесках монтируются светильники. Система собирается, как и монорельсы, из состыкованных друг с другом отдельных участков шинопровода (они могут быть как прямыми, так и изогнутыми) и укрепляется на жесткие подвески, которые обеспечивают заданное расстояние между нулем и фазой, во избежание короткого замыкания. Достоинством этих систем является совмещение конструкции струнных и эстетики монорельсовых систем.

Распространены как низковольтные, так и высоковольтные треки. В пластиковый или алюминиевый профиль запрессовывают пару проводников с изоляцией так, что они «смотрят» внутрь сечения профиля, и случайно дотронуться до оголенного провода практически невозможно. Большинство треков из пластмассового профиля гнется с минимальным радиусом 1 м. Впрочем, бывают и исключения — например радиус изгиба 25 см. На поверхность треков может наноситься любое декоративное покрытие, любого цвета, лишь бы оно не страдало при установке адаптеров светильников. Треки из алюминиевого профиля имеют жесткое сечение и не позволяют проводить гибку на месте установки. Их можно состыковывать при помощи коннекторов из заранее согнутых элементов шинопровода.

Нередко в профиль запрессовывают несколько пар проводников с изолятором для различных электрических цепей. Таким образом, используя лишь одну трековую систему освещения, легко обеспечить подачу тока к розеткам, светильникам и компьютеру. Основная сфера применения многожильных трековых систем — коммерческие помещения: офисы, магазины, предприятия общественного питания. Если при проектировании интерьера не заложили достаточное количество розеток, имеет смысл применить подобную систему. Многожильные треки выпускаются исключительно прямолинейными, поэтому системы, собранные из них, выглядят несколько угловато. Самый простой тип коннекторов — прямые

Важную роль в создании дизайна токопроводных систем освещения играют вспомогательные детали: подвески токопроводов и светильников, соединительные и оконечные элементы систем. Соединительные элементы-коннекторы бывают двух типов — изолирующие и проводящие. Первые служат для соединения изолированных отрезков токопровода, проводящие обеспечивают подачу тока в отдельные его участки. Коннекторы индивидуальны, применяются только с токопроводами одной фирмы и практически никогда не подходят к системам других производителей.

Самый простой тип коннекторов — прямые, однако их выпускают также в форме букв L, T или X. Эти элементы стыкуют участки систем под фиксированным углом в 60, 90 или 135°. Коннекторы развитых («продвинутых») осветительных систем, позволяют стыковать участки треков под произвольным углом (от 90 до 270°). Для других систем, если требуется изменить угол в плоскости потолка или перейти на другой уровень, используют гибкие коннекторы — трубки с контактами на концах. Коннекторы типов T и X для пересекающихся проводов выпускаются как изолирующие, так и соединяющие их в общую цепь. А иногда можно создать пересечение нескольких расположенных друг над другом изолированных токопроводов.

Токопроводы крепят к потолку с помощью специальных подвесов , которые бывают как гибкими, так и жесткими. Обычно длина жестких подвесов не превышает 2 м, гибкие же кабельные подвесы порой достигают 5 м. Можно выбрать необходимую длину жесткого подвеса, изготовленного из тонких металлических трубок, из ряда, предлагаемого производителем осветительной системы. Главное, чтобы светильники, расположенные на токопроводе, не находились в непосредственной близости от потолка.

Часто применяемые галогенные лампы в процессе работы нагреваются, поэтому должны располагаться на расстоянии не менее 50 см от горючих и термонеустойчивых материалов, то есть натяжных и некоторых подвесных потолков. Это расстояние может достигаться либо за счет удаленности токопровода от плоскости, либо путем удлинения подвески светильника. В форме подвесов выпускаются и вводы питания от удаленных трансформаторов, спрятанных в фальшпотолке.

Можно приобрести также трансформатор в декоративном кожухе с подвесом для шинопровода. Светильники подвешиваются к токопроводу с помощью уникальных для каждой системы адаптеров. Для крепления применяют защелкивающиеся крабовые разъемы или же различные резьбовые соединения. Концы токопровода закрывают декоративными наконечниками, выполненными в едином стиле с системой. Они маскируют неэстетичное поперечное сечение токопровода. Первым шагом при расчете требуемой низковольтной токопроводной системы является выбор понижающего трансформатора

Трансформаторы и диммеры

Как считают эксперты, первым шагом при расчете требуемой низковольтной токопроводной системы является выбор понижающего трансформатора. Он может быть индукционным (обмоточным) или электронным. Электронные трансформаторы существенно легче индукционных, но их мощность не превышает 300 Вт. Несомненное достоинство электронных моделей — преобразование сетевого тока с частотой 50 Гц в высокочастотный. Это позволяет полностью подавить мерцание лампочек — повысить комфортность освещения. Кроме того, при использовании таких трансформаторов срок службы низковольтных ламп увеличивается примерно вдвое — в отличие от индукционных, электронные модели снижают пусковые токи.

Однако электронные трансформаторы не так долговечны, как индукционные, хотя сегодня и защищены от короткого замыкания и перепадов напряжения. И наконец, главное преимущество электроники — бесшумность. Из-за эффекта изменения физических размеров под действием электрического тока индуктивные обмотки шумят. И чем больше снимаемая мощность, тем громче.

Электронный трансформатор должен располагаться как можно ближе к месту подключения, иначе потери напряжения в проводниках будут существенными, а это плохо влияет на устойчивость его работы. Многие производители регламентируют расстояние 50 см от токопровода до электронного трансформатора. Если трансформатор не удается спрятать за подвесным потолком, его помещают в декоративный кожух. Подвод электричества от трансформатора к трековой системе осуществляют с помощью специальных, часто уникальных для каждой системы устройств ввода или пары подвесок, в которых реализована такая возможность. В системе на тросах электричество от трансформатора подается непосредственно на токоведущие проводники.

Интенсивность светового потока системы легко регулируется с помощью диммеров — устройств, позволяющих плавно изменять яркость любых источников света, кроме люминесцентных. Следует учитывать, что при перегрузке диммеры начинают шуметь. К электронному трансформатору подходит только электронный диммер, а к индукционному — индуктивный. Специалисты советуют устанавливать диммеры и трансформаторы, рассчитанные на мощность, которая на 10-20% превышает реальную мощность системы, либо, наоборот, уменьшать число светильников.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию