ΦΥΣΙΚΟΣ ΦΩΤΙΣΜΟΣ: Τρέχουσες τεχνικές και τεχνολογία Α. Τσαγκρασούλης Τμ. Αρχιτεκτόνων Μηχανικών, Παν. Θεσσαλίας

Transcript

1 ΦΥΣΙΚΟΣ ΦΩΤΙΣΜΟΣ: Τρέχουσες τεχνικές και τεχνολογία Α. Τσαγκρασούλης Τμ. Αρχιτεκτόνων Μηχανικών, Παν. Θεσσαλίας

2 ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΨΥΧΟΛΟΓΙΚΗ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΑΙΣΘΗΤΙΚΗ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΣΤΟΝ ΑΝΘΡΩΠΟ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΣΤΟ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟ ΙΣΟΖΥΓΙΟ ΦΟΡΤΙΑ ΑΙΧΜΗΣ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ

3 ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΣΥΝΔΕΣΗ ΜΕ ΤΙΣ ΕΝΑΛΛΑΓΕΣ ΗΕΡΑΣ-ΝΥΧΤΑΣ (ΚΙΡΚΑΔΙΑΝΟΣ ΡΥΘΜΟΣ) Brainard et al, Action spectrum for melatonin regulation in humans: Evidence of a new circadian photoreceptor, J. of Neuroscience, 2001

4 Biophilia ypothesis Photo: A. Roetzel, Deakin University E.O. Wilson, Biophilia, 1984

5 ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ Αύξηση ωρών φυσικού φωτισμού

6 ΑΥΞΗΣΗ ΖΗΤΗΣΗΣ REBOUND EFFECT Κόστος φωτισμού σε GBP 2000 (10 6 lmh) Κατά κεφαλή Κατανάλωση φωτισμού (10 3 lmh) The Long Run Demand for Lighting: Elasticities and Rebound Effects in Different Phases of Economic Development Roger Fouquet and Peter J.G. Pearson July 2011

7 ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΑΝΑΜΕΣΑ ΣΕ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ WEEE, RoHS,.. Σχεδιαστικές πρακτικές Ενεργειακή στρατηγική Ψυχοφυσιολογικά δεδομένα Οδηγίες για τεχνολογία φωτισμού Πρότυπο για κατανάλωση Πρότυπα για φωτισμό Ενεργειακοί κανονισμοί Δυνατότητα εκτέλεσης συγκεκριμένης εργασίας (π.χ. ανάγνωση) Μείωση ενεργειακής κατανάλωσης

8 ΤΕΛΙΚΗ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ: ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ ΖΝΧ 1% Κλιματισμός 17% Θέρμανση (ηλ) 2% 2% 20% 52% 10% Αλλα ηλ. 52% Φωτισμός 28% 28% Δημόσια κτήρια γραφείων Σχέδιο Δρασης Ενεργειακής Απόδοσης, 6/2008, Υπ. Ανάπτυξης

9 2.23 /Mlm h 43 / Mlm h 1.43 /Mlmh Σύστημα με λαμπτήρες φθορισμού 5.28 /Mlm h M. Fontoynont, Which Daylight in 2050?,D&A 12, by VELUX, 2009

10 ΥΠΑΡΧΕΙ ΜΑΓΙΚΗ ΣΥΝΤΑΓΗ ; ΑΝΤΑΓΩΝΙΣΤΙΚΟΤΗΤΑ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ HVAC

11 Νεφοσκεπής ~ lm/w Ήλιος ~ lm/w Aιθριος μέχρι ~150 lm/w Photo: A. Τσαγκρασούλης, ΠΘ Τ8, Τ5 ~100 lm/w

12 ΑΝΟΙΓΜΑ Θέση Προσανατολισμός Μέγεθος Ιδιότητες (υαλοπίνακες, σκίαση)

13 ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΔΙΑΧΥΤΟΥ-ΑΜΕΣΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΔΙΑΧΥΤΟΥ-ΗΛΙΟΥ Χειρισμός άμεσου ηλ. φωτισμού

14 ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΔΙΑΧΥΤΟΥ-ΑΜΕΣΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ

15 ΧΡΗΣΗ ΠΡΟΤΥΠΩΝ «ΟΥΡΑΝΩΝ» ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥΣ

16 ΧΡΗΣΗ ΤΕΧΝΗΤΟΥ ΟΥΡΑΝΟΥ

17 EΠΑΡΚΕΙΑ E ext E int ΠΦΦ=E int /E ext ΠΦΦ>=3% Iσχυρή επίδραση 3%>ΠΦΦ>=2% Mέτρια -»- 2%>ΠΦΦ>=1% Ασθενής -»- 1%>ΠΦΦ Kαμμία -»- EN 15193/2007

18 DF % EΠΑΡΚΕΙΑ-ΟΜΟΙΟΜΟΡΦΙΑ

19 ΜΕΓΕΘΟΣ ΑΝΟΙΓΜΑΤΟΣ

20 ΜΕΓΕΘΟΣ ΑΝΟΙΓΜΑΤΟΣ - KOΡΕΣΜΟΣ

21 ΜΕΓΕΘΟΣ ΑΝΟΙΓΜΑΤΟΣ Χωρίς σκίαση Ψύξη Kwh/m 2 Φωτισμός WFR % 20 m 2, νότιος προσανατολισμός, Aθήνα, 12 h ωράριο, εγκατεστημένη ισχύς φωτισμού :15 W/m 2, μια εξωτερική πρόσοψη

22 ΜΕΓΕΘΟΣ ΑΝΟΙΓΜΑΤΟΣ Με σκίαση (εξωτερικές περσίδες 45 0 ) Kwh/m 2 Ψύξη Φωτισμός WFR %

23 ΜΕΓΕΘΟΣ ΑΝΟΙΓΜΑΤΟΣ Φασματικώς επιλεκτικοί υαλοπίνακες Clear glazing. Ανακλαστικός υαλοπίνακας Α. Tsangrassoulis, A. Roetzel, Optimized Façade Design using Pattern Searching, International Sustainability and Building Smart Conference, Oslo, Norway, 2009

24 Nέο κτήριο τμήματος ΗΜ, ΠΘ, Βόλος

25 THE BATTLE OF WALL ASHRAE 189.1

26 IΔΙΟΤΗΤΕΣ ΑΝΟΙΓΜΑΤΟΣ UV VIS NIR Διπλός διαφανής Διπλός Low-e Διπλός Solar Control

27 IΔΙΟΤΗΤΕΣ ΑΝΟΙΓΜΑΤΟΣ Χωρίς dimming Mε dimming

28 Photo: A. Τσαγκρασούλης ΘΕΑ

29 Photo: A. Τσαγκρασούλης ΘΕΑ Eσωτερικό ανακλαστικό Roller g-value = 0.19 Eξωτερικές μικροπερσίδες (1.2 mm) g-value = 0.14

30 ΘΕΑ MEΙΩΣΗ ΗΛΙΑΚΩΝ ΚΕΡΔΩΝ Photo: A. Τσαγκρασούλης

31 ΘΕΑ- ΜΕΙΩΣΗ ΗΛΙΑΚΩΝ ΚΕΡΔΩΝ Μονός 3mm Solar Control 6/12/6

32 ΘΕΑ Photo: A. Τσαγκρασούλης

33 ΤΟ ΖΗΤΗΜΑ ΤΗΣ ΘΑΜΒΩΣΗΣ ΕΙΝΑΙ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟ Photo: A. Τσαγκρασούλης

34 ΤΟ ΖΗΤΗΜΑ ΤΗΣ ΘΑΜΒΩΣΗΣ ΕΙΝΑΙ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟ

35 ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΜΕ HDR Photo: A. Δράκου, ΤΑΜ, ΠΘ

36 ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΜΕ HDR Photo: A. Δράκου, ΤΑΜ, ΠΘ

37 ΠΕΡΙΜΕΤΡΙΚΗ ΖΩΝΗ, ΖΩΝΗ ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗΣ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ ΑSHRAE ,1

38 ΠΕΡΙΜΕΤΡΙΚΗ ΖΩΝΗ, ΖΩΝΗ ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗΣ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ EN ,1

39 ΠΕΡΙΜΕΤΡΙΚΗ ΖΩΝΗ, ΖΩΝΗ ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗΣ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ

40 ΠΕΡΙΜΕΤΡΙΚΗ ΖΩΝΗ, ΖΩΝΗ ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗΣ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ 20,1

41 BREEAM HEA 1-ΓΡΑΦΕΙΑ 2% + 80% των χώρων + Ομοιομορφία >=0.4 / 0.8% min ή Περιορισμός βάθους + «επαφή» επ. εργασίας με ουρανό

42 EΠΑΡΚΕΙΑ ΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΚΛΙΜΑΤΙΚΑ ΑΡΧΕΙΑ ;

43 EΠΑΡΚΕΙΑ ΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ

44 EΠΑΡΚΕΙΑ ΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ sda, spatial Daylight Autonomy sda 300, 50% >55% ή >75% ASE, Annual Sunlight Exposure ΑSE 1000, 250 <10%

45 LEED v Ειναι > 55% του χώρου; Ειναι < 10% του χώρου; sda ΑSE

46 LEED v.4 75% of RO? 21/9 9: /3 9:00 21/9 15: /3 15: lux

47 10 m «ΤΟ ΚΥΝΗΓΙ ΤΟΥ ΧΑΜΕΝΟΥ ΔΙΣΚΟΠΟΤΗΡΟΥ» m

48 Photo: A. Δράκου, TAM, ΠΘ

49 MEΤΑΦΟΡΑ Φ. ΦΩΤΙΣΜΟΥ ΣΤΟΝ ΠΥΡΗΝΑ

50 MEΤΑΦΟΡΑ Φ. ΦΩΤΙΣΜΟΥ ΣΤΟΝ ΠΥΡΗΝΑ

51 MEΤΑΦΟΡΑ Φ. ΦΩΤΙΣΜΟΥ ΣΤΟΝ ΠΥΡΗΝΑ- ΣΚΙΑΣΗ, ΑΝΑΚΑΤΑΝΟΜΗ Micro Sun shileding Louver, Siteco, Static prismatic system, Siteco,

52 MEΤΑΦΟΡΑ Φ. ΦΩΤΙΣΜΟΥ ΣΤΟΝ ΠΥΡΗΝΑ ΑΝΕΙΔΩΛΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Photo: A. Δράκου, ΤΑΜ, ΠΘ

53 MEΤΑΦΟΡΑ Φ. ΦΩΤΙΣΜΟΥ ΣΤΟΝ ΠΥΡΗΝΑ 22/12 12:00 21/6 12:00 LightLouver Daylighting system R, www. Lightlouver.com

54 MEΤΑΦΟΡΑ Φ. ΦΩΤΙΣΜΟΥ ΣΤΟΝ ΠΥΡΗΝΑ

55 MEΤΑΦΟΡΑ Φ. ΦΩΤΙΣΜΟΥ ΣΤΟΝ ΠΥΡΗΝΑ R. Canziani, F. Peron, G. Rossi, Daylight and energy performances of a new type of light pipe,energy and Buildings, V.36, I.11, 2004

56 MEΤΑΦΟΡΑ Φ. ΦΩΤΙΣΜΟΥ ΣΤΟΝ ΠΥΡΗΝΑ Eρευνητικό θέμα, Κυρλής-Χαραλαμπόπουλος, τμ. Αρχ. Μηχ., ΠΘ

57 MEΤΑΦΟΡΑ Φ. ΦΩΤΙΣΜΟΥ ΣΤΟΝ ΠΥΡΗΝΑ Project Universal Fiber Optics, Univ. of Athens

58 ΕΓΚΑΤΑΣΤΗΜΕΝΗ ΙΣΧΥΣ ΓΙΑ ΤΕΧΝΗΤΟ ΦΩΤΙΣΜΟ Εγκατεσημένη ισχύς (W/m 2) ASHRAE W/m2, *** 20 W/m2, ** 16 W/m2, KENAK 15 W/m2, *

59 ΕΓΚΑΤΑΣΤΗΜΕΝΗ ΙΣΧΥΣ - ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ Ε m =569 lux, 11.4 W/m 2

60 ΠΡΟΣΘΕΤΕΣ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΕΝ :2011 ΛΑΜΠΡΟΤΗΤΑ ΠΗΓΩΝ, ΘΑΜΒΩΣΗ, ΑΝΑΚΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΕΣ..

61 Φυσικός φωτισμός (lux) ΣΥΖΕΥΞΗ ΤΕΧΝΗΤΟΥ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ Ρύθμιση 500 lux Φυσικός φωτισμός Ρύθμιση ηλεκτροφωτισμού (%) 1 ημέρα ΙΔΑΝΙΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ

62 ΣΥΖΕΥΞΗ ΤΕΧΝΗΤΟΥ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ Ballast με ενσωματωμένη τη στρατηγική ελέγχου Αισθητήρας Λαμπτήρες

63 ΣΥΣΤΗΜΑ ΡΥΘΜΙΣΗΣ ΦΩΤΕΙΝΗΣ ΡΟΗΣ Αναλογικό, ψηφιακό Controller

64 Ισχύς (% επι της μεγιστης) Φωτεινή ροή (% επι της μέγιστης)

65 Μείωση φωτεινής ροής ΠΩΣ ΑΝΤΙΛΑΜΒΑΝΟΜΑΣΤΕ ΤΗΝ ΜΕΙΩΣΗ ΤΩΝ ΕΠΙΠΕΔΩΝ ΦΩΤΙΣΜΟΥ Αντιλαμβανόμενη φωτεινότητα

66 Σήμα ελέγχου ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ ΕΛΕΓΧΟΥ (Integral reset) Πλήρης έναυση (100%) Ελάχιστη έναυση Σήμα αισθητήρα Controller

67 Σήμα ελέγχου ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ ΕΛΕΓΧΟΥ (Closed loop proportional) Πλήρης έναυση (100%) Ελάχιστη έναυση Σήμα αισθητήρα Controller

68 50 lux 6:1 300 lux 100 lux 1:1 100 lux

69 Aισθητήρας στην οροφή Aισθητήρας στην επιφάνεια εργασίας

70 Λόγος φωτισμού επιφάνειας εργασίας/ αισθητήρα ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ ΕΛΕΓΧΟΥ (Integral reset) Λεπτά

71 Αισθητήρας επ. εργασίας Περιμετρική ζώνη Αισθητήρας οροφής Αισθητήρας οροφής

72 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ ΚΑΤΑ ΕΝ Να σχεδιαστεί το σύστημα φωτισμού (ισχύς, παρασιτική ισχύς + τυχόν αυτοματισμοί) Να εκτιμηθεί η ζώνη εκμετάλλευσης ΦΦ (ΖΕΦΦ) (γεωμετρικός υπολογισμός) Να υπολογισθεί αν στη ΖΕΦΦ είναι επαρκής ο ΦΦ (Με τη βοήθεια των παραγόντων φυσικού φωτισμού + γεωγραφικό πλατος) Καθορισμός συστήματος αυτοματισμού Καθορισμός χρήσης και χρόνου λειοτυργίας (εξαρτάται απο τον χώρο) LENI (kwh/m 2 )

73 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ ΚΑΤΑ ΕΝ Εm=500 lux, Tvis=0.6 t D =2250h day, t N =250h night Constant illuminance factor (F C ) =1 Occupancy dependency factor (F O )=0.9 Daylight dependency factor (F D )= % WFR 61W Σ W L = {(P n *F c )*[(t D *F O *F D )+(t N *F O )]}/1000 (kwh)

74 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ ΚΑΤΑ ΕΝ ΜΟΝΟ ΣΤΗ ΖΕΦΦ ΣΕ ΟΛΟ ΤΟΝ ΧΩΡΟ DAYSIM, νότιος

75 ΖΩΝΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΤΑ ΕΝ ΖΕΦΦ DF %

76 ΖΩΝΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΤΑ ΕΝ Η ΘΕΣΗ ΤΟΥ ΑΙΣΘΗΤΗΡΑ ΕΠΗΡΕΑΖΕΙ ΤΗΝ ΠΙΘΑΝΗ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

77 ΚΕΝΑΚ W L = {(P n *F c )*[(t D *F O *F D )+(t N *F O )]}/1000 (kwh)

78 Οτι είδατε στην παρουσίαση έχει δημιουργηθεί με: 1. Radiance ( 2. DAYSIM ( 3. DIALUX ( 4. RELUX ( 5. DAYLIGHT VISUALIZER ( 6. Energy + ( 7. HDRscope ( 8. KENAK ( )

79 Ευχαριστώ πολύ για την προσοχή σας