Artykuł opiera się na publikacji CI-Energy – Intelligentes Energie-management mit Tageslichtsystemen [1].

Systemy gospodarowania światłem dziennym są w różny sposób „inteligentne”. Wnikanie światła do budynku pozwala, przy wykorzystaniu naturalnego źródła światła – słońca, zminimalizować koszty energii wynikające z oświetlenia elektrycznego. Optymalizowane izotermicznie konstrukcje przewodzenia światła dziennego troszczą się o dobre tamowanie przenikania ciepła. Technika sterowania koordynuje i harmonizuje elementy składowe systemu dotyczące kierowania światłem i zacienieniem, jak też – naturalną wentylacją i optymalizacją lokalnego klimatu.

Wreszcie też, zintegrowane z systemem światła dziennego moduły solarne i urządzenia fotowoltaiczne dbają o rzeczywiste uzyskiwanie energii.

Zdaniem autorów publikacji [1], prawie 85% dni w roku daje w przedziale godzin 8-17 dosyć światła dziennego wystarczającej jakości, aby je wprowadzić do budynku i odpowiednio zużytkować. W opinii autora niniejszego artykułu, w naszych, polskich realiach takie założenie jest jednak zbyt optymistyczne.

Tym niemniej, przyjęte tam [1] ukierunkowanie polityki energetycznej jest ze wszech miar właściwe. Tak więc, szczególnie efektywne mogą tu być szklane kopuły i pasma, a także całe dachowe konstrukcje szklane, pozwalające wprowadzać do pomieszczeń wewnętrznych jasne światło dzienne w sposób harmonijny i równomierny (rys. 1).

Rys. 1. Inteligentne sterowanie wydatkiem energii wpadającego światła dziennego

Liczne, przykładowe obliczenia dowiodły, że koszty energii wynikające z potrzeby elektrycznego oświetlenia można w ten sposób istotnie obniżyć. Oto przykład: hala o powierzchni rzutu wynoszącej 800 m² i wysokości 8 m, zgodnie z niemieckimi normami DIN 5034, powinna dysponować powierzchnią świetlików dachowych równą 101 m², tj. 12,6% całej powierzchni dachu. Bez systemu światła dziennego roczne koszty energii wynoszą średnio 6000 euro, podczas gdy zastosowanie takiego systemu pozwala obniżyć je do poziomu 1800 euro.

Można powiedzieć, że sterowanie energią zawiera inteligentny automatyzm jej bilansowania. Światło dzienne, poprzez efekt solarny (rys. 2, 3), wprowadza do budynku energię cieplną – i to nie ży iołowo, lecz w sposób ukierunkowany i uporządkowany – poprzez inteligentne systemy zacienienia.

Rys. 2. Zintegrowanie fotowoltaiki i urządzeń solarnych w oszkleniu dachu

Rys. 3. Urządzenia baterii słonecznych na południowej stronie dachu szedowego, strona północna jest oszklona i ma klapy wentylacyjne

Tym trybem oszczędza się na kosztach ogrzewania. Dalsze oszczędności przynoszą tu obniżone koszty zużycia i utrzymania instalacji sztucznego oświetlenia oraz eliminacja nakładów funkcjonowania mechanicznych urządzeń wentylacji i odprowadzania dymu i kurzu – gdy system światła słonecznego, dysponujący sterowalną techniką klap takie możliwości otwiera (rys. 4, 5).

Rys. 4. Sterowalne urządzenia klapowe na- i odpowietrzające oraz zautomatyzowane kurtyny przeciwsłoneczne systemu w szklanej konstrukcji dachu

Rys. 5. Widok klap z zewnątrz szklanego dachu 


Najnowszymi przykładami przywołanych tu rozwiązań firmy LAMILUX mogą być: Wieża Uniqa we Wiedniu, a w Monachium – obiekt BMW i II terminal portu lotniczego. Te osiągnięcia uzyskały wyróżnienie Unii Europejskiej za redukcję energetycznej emisji CO2 i za czterdziestoprocentową oszczędność zużycia energii w ogóle.

Stosując efektywną automatykę regulowania nakładów energii w pomieszczeniach, można uzyskać 60% oszczędności w sferze oświetlenia i 30% w zakresie ogrzewania. W automatyce odniesionej do danego obiektu spotykają się informacje całego systemu, a więc: zacienienia, chłodzenia i ogrzewania,  wentylacji i klimatyzacji, jak też – ochrony przeciwpożarowej i urządzeń bezpieczeństwa. Wszystko to obsługiwane jest centralnie z głównego pomieszczenia sterowania.

Sterowanie naturalną wentylacją przyczynia się wydatnie do optymalizacji klimatu w budynku i redukuje nakład energetyczny urządzeń chłodzących. Zintegrowane kierowanie światłem i cieniem wiąże ze sobą wzajemnie światło słoneczne i sztuczne, ustalając automatycznie ich udział energetyczny w czasie i przestrzeni. W ten sposób sterowany jest nakład ciepła i światła, co prowadzi – jak już wcześniej podkreślono – do wyraźnej obniżki kosztów ogrzewania i oświetlenia. Czujniki rejestrujące odpowiednie impulsy sterowane są miernikami czasu, pozycji słońca i intensywnością naświetlenia, temperatury i jakości powietrza.

Im większa jest powierzchnia systemu wykorzystania światła dziennego, tym bardziej znaczący jest aspekt korzystnego tamowania przenikania ciepła.

Hasłem staje się tu: „Światło dzienne dla najwyższej efektywności energetycznej”. Decydujące dla jakości są tu czynniki techniczne i materiałowe, wynikające tak z zastosowanych rodzajów oszklenia (np. tych z izolacją termiczną do 0,6 W/m²K), jak też z typu konstrukcji nośnej obiektu. Chodzi tu o nadanie izotermom możliwie najkorzystniejszych przebiegów, przy eliminowaniu mostków.

Narastające dziś powszechne, ekologicznie sankcjonowane zapotrzebowanie energetyczne jest – także w Polsce – wiodącym imperatywem dalszych, usilnych poszukiwań w dziedzinie utylizacji energii odnawialnej (tutaj: energii słonecznej) oraz w sferze oszczędnego nią gospodarowania. Można stwierdzić, że wskazane w niniejszym artykule zabiegi w zakresie odpowiedniego kształtowania konstrukcji ze szkła i stali wychodzą tym sprawom dobrze naprzeciw.

prof. Zbigniew Cywiński
Politechnika Gdańska

Bibliografia
[1] LAMILUX Heinrich Strunz GmbH: CI-Energy – Intelligentes Energie-management mit Tageslichtsystemen. “Stahlbau Spezial • Glasbau”, März 2011, A15-A16.

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

więcej informacj: Świat Szkła 9/2011

 

 

 

  • Logo - alu
  • Logo aw
  • Logo - fenzi
  • Logo - glass serwis
  • Logo - lisec
  • Logo - mc diam
  • Logo - polflam
  • Logo - saint gobain
  • Logo termo
  • Logo - swiss
  • Logo - guardian
  • Logo - forel
  • vitrintec wall solutions logo

Copyright © Świat Szkła - Wszelkie prawa zastrzeżone.