Подписка на новости

Опрос

Какие лампы Вы используете для домашнего освещения?

Реклама

2010 №3

Светодиоды в архитектуре. Опыт внедрения светодиодных технологий в архитектурном освещении

Воронин Алексей

Красильникова Елена

Кукс Сергей


С возникновением современных полупроводниковых технологий в руках специалистов и конечных потребителей появился набор мощных инструментов для воплощения самых смелых идей. Редко проект нового или реконструируемого здания обходится сейчас без архитектурной подсветки: игра света формирует новый образ города, преображая даже самый обыденный и утилитарный дизайн зданий, выявляя скрытое очарование домов и улиц. Светодиодные светильники позволяют выполнять задачи, которые невозможно было бы решить при помощи традиционных источников света. Именно в архитектурной подсветке преимущества светодиодов наиболее ощутимы, а их применение экономически оправдано.


Рис. 1. Церковь в г. Кировске: а) освещение металлогалогенными прожекторами; б) освещение светодиодными прожекторами; в) вид днем

Инструмент для экономии

Благодаря существенно более низкому потреблению электроэнергии, светодиодные светильники позволяют воплощать проекты подсветки на объектах точечной застройки, где получение технических условий на потребляемую мощность является «головной болью» для любой генподрядной организации. Это особенно актуально в условиях исторического или делового центра города, где нет возможности задействовать новые мощности. Таким образом, экономическая выгода использования светодиодных светильников видна уже на стадии проектирования систем освещения.

В результате замены газоразрядных ламп на светодиодные прожекторы и более правильного расположения светильников при реализации проекта подсветки церкви в г. Кировске (рис. 1) удалось добиться снижения потребления электроэнергии в 25 раз (!) при увеличении уровня освещенности более чем в 2 раза (табл. 1).

Таблица 1. Общие данные по мощностям в проекте освещения церкви в г. Кировске
До замены осветительного оборудования После замены осветительного оборудования
4 прожектора с лампой МГЛ 1500 Вт 12 светодиодных прожекторов серии IntiRAY 30 Вт
8 прожекторов с лампой МГЛ 400 Вт 
Общая мощность 9,2 кВт Общая мощность 360 Вт

Инструмент для решения сложных задач

Долгий срок службы светодиодов позволяет применять светильники на тех объектах, где замена источника света затруднительна (табл. 2).

Таблица 2. Общие данные по сроку службы источников света
Тип источника света Светоотдача, лм/Вт Средний срок службы, ч
Лампы накаливания общего назначения
(40–100 Вт и более)
10–15 1000
Линейные 2-цокольные галогенные лампы накаливания
(150–1500 Вт и более)
18–22 2000
Зеркальные галогенные лампы накаливания на напряжение 12 В
(20–50 Вт)
20–30 2000–3000
Линейные люминесцентные лампы
(18, 36, 58 Вт…)
60–80 10 000–15 000
Компактные люминесцентные лампы
(5, 7, 9, 11, 15, 20, 23 Вт)
50–60 8000–15 000
Ртутные лампы высокого давления с люминофором
(типа ДРЛ) (50, 80, 125, 250, 400, 700 Вт)
45–55 12 000–15 000
Металлогалогенные лампы
(35–400 Вт)
70–100 5000–12 000
Натриевые лампы высокого давления
(70, 100, 150, 250, 400 Вт)
90–160 10 000–20 000
Светодиод до 150 до 100 000

Низкая температура окружающей среды так же является аргументом за использование полупроводников в архитектурной подсветке: устраняется проблема, связанная с холодным запуском металлогалогенных и люминесцентных ламп.

Отдельно стоит обратить внимание на линзы, применяемые в светодиодных светильниках. Широкий спектр вторичной оптики позволяет подобрать угол луча для самого оригинального и сложного проекта. Производители поставляют линзы с углами от 6 до 130° и со сложными кривыми светораспределения (Ledil) (рис. 2). Точный подбор линз позволяет сформировать световой пучок нужной формы, избежать паразитной засветки, уменьшить световое загрязнение.


Рис. 2. Линза Ledil NIS083-SS с углом 14°: а) внешний вид; б) КСС линзы; в) область засветки

Широкий диапазон цветовой температуры (от 2700 до 6500 К для диодов Nichia) позволяет подобрать нужный тон, передающий реальный цвет фасада и его текстуру, дает возможность сыграть на контрасте полутонов в освещении. RGB- и fullcolor-светильники, в свою очередь, незаменимы для создания праздничной подсветки или в том случае, когда требуется привлечь внимание к фасаду здания.

Инструмент внедрения новых технологий

Светодиодные светильники управляются по протоколу DMX 512/1024 посредством персонального компьютера с установленным на нем специализированным программным обеспечением или при помощи DMX-пульта, что позволяет интегрировать систему наружного освещения в общую систему управления зданием. Такие особенности светодиодных светильников позволяют легко управлять силой светового потока (диммировать) в зависимости от уровня естественной освещенности, создавать медиафасады.

Система управления

Система проектирования и управления цветодинамической сценой представляет собой программно-аппаратный комплекс, в который входят:

  • Средства создания и редактирования трехмерных сцен освещения с использованием импортированных 3D-моделей освещаемых объектов и управляемых источников света, которые могут быть монохромными и полноцветными, обладать различной геометрией — точечные, линейные, матричные. Источники могут быть обращены к наблюдателю либо «заливать» светом архитектурную модель.
  • Редактор сценариев, позволяющий задавать любые видеоэффекты для каждого участника сцены, объединять их в группы, устанавливать продолжительность и производить наложение эффектов в кадре с использованием многослойной структуры.
  • Генератор эффектов, в режиме реального времени отображающий 3D-модель цветодинамической композиции согласно заданному сценарию и формирующий поток управления для включенных в систему светильников.
  • Конфигуратор, обеспечивающий после монтажа системы назначение адресов отдельным светильникам и их группам.
  • Аппаратная часть системы управления, представляющая собой иерархически организованную сеть, подключаемую к компьютеру. Она включает в себя конвертер USB-RS485, повторители и разветвители (сплиттеры), постепенно понижающие скорость передачи данных для конечных устройств (при необходимости до стандартного DMX-сигнала).

Медиафасад

Медиафасад — это полноцветный видеоэкран с произвольным разрешением, который может быть инсталлирован практически на любую поверхность здания (рис. 3). Он предназначен для визуализации информации в форме графики, показа видеороликов, трансляции телевизионного сигнала, создания динамической подсветки здания. Компания IntiLED предлагает собственное решение для реализации подобных конструкций с использованием светильников серии IntiTUBE.


Рис. 3. Национальная библиотека в г. Минске (Беларусь)

Сравнение светодиодных светильников со светильниками с традиционными газоразрядными источниками света

Несмотря на очевидную экономическую выгоду, иногда недостаточная информированность продавцов светотехники и конечных потребителей препятствует внедрению современных технологичных решений в архитектурном освещении. В этих случаях натурное моделирование на конкретном объекте или живое сравнение с традиционными источниками света дает верное впечатление о светодиодах. Если же показать заказчику оборудование в работе нет возможности, основным инструментом убеждения становится технико-экономическое обоснование использования того или иного оборудования в конкретном проекте.

В таблице 3 приведены данные для наиболее распространенных и часто «закладываемых» в проекты газоразрядных светильников и их светодиодных аналогов.

Таблица 3. Сравнение некоторых параметров газоразрядных светильников использования того или иного оборудования с их светодиодными аналогами
Светильник Тип Производитель Внешний вид Максимальная
потребляемая мощность,
Вт
Затраты
на обслуживание,
руб. в год
Цена, руб.
IntiRAY LED IntiLED,
Россия
30 0 9300
lux 260 МГЛ Martini Illuminazion,
Италия
150 1300 20 000
Platea МГЛ iGuzzini,
Италия
150 1300 18 000
Leader 150 МГЛ«Световые Технологии»,
Россия
150 1300 4800
IntiLINE LED IntiLED,
Россия
30 0 7600
Osio28 ЛЛMartini Illuminazion,
Италия
28 650 24 000
Linealuce ЛЛ iGuzzini,
Италия
28 650 20 000
NBS 50 ЛЛ«Световые Технологии»,
Россия
28 750 7300
IntiGROUND LED IntiLED,
Россия
30 0 15 600
walkie-car300 МГЛ Martini Illuminazion,
Италия
150 1300 44 200
light up walk МГЛ iGuzzini,
Италия
150 1300 42 080
NFG40 МГЛ«Световые Технологии»,
Россия
75 1300 4800

Графики, приведенные на рис. 4, отражают динамику расходов на эксплуатацию металлогалогенных прожекторов мощностью 150 Вт и аналогичного прожектора со светодиодным источником света (в течение 10 лет).


Рис. 4. Динамика расходов на эксплуатацию

Стоимость владения складывается из нескольких факторов:

  • первоначальные затраты на приобретение светильника и его монтаж;
  • расходы, связанные с разрешением на мощность;
  • стоимость потребляемой светильником электроэнергии;
  • затраты, связанные с заменой источника света.

В некоторых случаях самоокупаемость светодиодного светильника наступает уже на момент выделения мощности для системы освещения. Такое в большей степени характерно для архитектурного освещения, когда традиционные источники света (металлогалогенные, люминесцентные лампы) заменяются на светодиоды с аналогичными световыми характеристиками.

Опыт компании IntiLED в реализации проектов архитектурной подсветки

Клуб «Метро», г. Санкт-Петербург

В феврале 2010 г. с использованием светодиодных светильников серии IntiLINE RGB была осуществлена динамическая подсветка клуба «Метро» в Санкт-Петербурге (рис. 5). На данном объекте система подсветки имеет увеличенное разрешение благодаря наличию раздельно управляемых секций в каждом светильнике (9 каналов на светильник). Система управления представляет собой гибкую, настраиваемую пользователем среду создания визуальных эффектов. Была проведена следующая работа: дизайн-проект, разработка ПО, производство светильников, авторский надзор и пусконаладка оборудования на объекте. Особенность данного проекта — подбор цветодинамических программ на сложном покрытии (плиты ALUCOBOND).


Рис. 5. Оформление клуба «Метро»: а) внешний вид; б) светильник серии IntiLINE RGB

Спасо-Ефимиевский монастырь, г. Суздаль

В октябре 2009 г. аналогичная работа была выполнена в архитектурно-художественном музее-заповеднике в г. Суздале (рис. 6). Для подсветки Спасо-Ефимиевского монастыря потребовалось более 100 светодиодных светильников серий IntiRAY, IntiROLL, IntiGROUND.


Рис. 6. Подсветка Спасо-Ефимиевского монастыря: а–в) внешний вид; г) используемые светильники

Первоначально для подсветки данного объекта предполагалось использовать металлогалогенные светильники, что соответствовало бы расходу 60 кВт/ч электроэнергии. С применением новой технологии стало реальным снизить энергопотребление до 13 кВт/ч. Таким образом, годовая экономия при подсветке монастыря составила: (60–13) кВт×6 ч× ×365 дней×4,02 руб/кВт/час = 413779 руб.

Особенность этого проекта заключалась в том, что при направлении светодиодного светильника на одну из монастырских стен образовывалось яркое пятно, и для формирования равномерной засветки со светильника решено было снять часть линз во время монтажа оборудования.

Морской пассажирский порт, г. Санкт-Петербург

В марте 2010 г. была осуществлена архитектурная подсветка второго из четырех терминалов Морского порта (рис. 7). Для этой цели понадобилось более 200 светильников IntiLED (серии IntiLINE, IntiRAY, IntiROLL, IntiGROUND). Подсветка первого терминала Морского порта была реализована на импортных МГЛ-светильниках. Применение новой светодиодной технологии при сохранении уровня освещенности позволило снизить потребление электроэнергии на втором терминале почти в 4 раза по сравнению с первым.


Рис. 7. Подсветка Морского пассажирского порта: а) внешний вид; б) используемые светильники IntiLINE, IntiRAY, IntiGROUND

В данном случае удалось избежать пикселизации на глянцевой поверхности путем подбора рассеивателя для светильника IntiLINE. Чтобы цвет подсветки второго терминала не отличался от первого, были подобраны светодиоды необходимого оттенка.

Гостиница «Новотель», г. Москва

В апреле 2010 г. была осуществлена декоративная светодиодная подсветка парадного входа гостиницы «Новотель», входящей в международную гостиничную сеть Accor (рис. 8).


Рис. 8. Гостиница «Новотель»: а) внешний вид; б) светильник IntiTUBE FC

Для реализации данного проекта были использованы светодиодные светильники серии IntiTUBE (FullColor) различной длины, объединенные в единую световую линию, с пиксельным управлением по протоколу DMX-512.

Вывод

В то время как все известные на сегодня источники освещения достигли своей максимальной световой эффективности, светодиоды приблизились только к 30% своих возможностей. По мере увеличения светового потока и снижения цен на светодиоды они начнут более активно вытеснять лампы накаливания и газоразрядные источники освещения, охватывая новые области применения.

В 2009 г. был подписан Федеральный закон об энергосбережении и повышении энергетической эффективности. Он предполагает введение на рынок энергоэффективных товаров, в т. ч. светодиодных приборов, а также государственное стимулирование предприятий, использующих энергоэффективные технологии (субсидирование и упрощение выдачи кредитов). Однако необходимо отметить, что далеко не во всех сегментах рынка применение светодиодного оборудования на данный момент экономически оправдано.

В первую очередь это связано с высокой стоимостью светодиодов. Но в сегменте архитектурной подсветки высокая стоимость приборов и применяемых решений — частая практика, обусловленная высокими требованиями к качеству оборудования и проектам подсветки. Все вышеизложенное дает основания утверждать, что это новое и относительно молодое направление в светотехнике быстро приживется и в нашей стране.

Литература

  1. www.intiled.ru
  2. www.iguzzini.it
  3. www.martinilight.com
  4. www.ltcompany.com

Скачать статью в формате pdf  Скачать статью в формате pdf


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке