Elektrické zdroje světla jsou žárovky a plynové výbojky (zářivky, nízkotlaké a vysokotlaké). Nejdůležitější vlastnosti žárovek: jmenovité napětí, výkon, světelný tok (viditelný výkon záření, měřený v lumenech – lm) a průměrnou životností. Účinnost svítidla se posuzuje světelnou účinností – hodnotou světelného toku na jednotku výkonu svítidla (lm/W). U žárovek je světelná účinnost 7–19 lm/W, u zářivek – 40–80 lm/W.
Žárovku vynalezl A.N. Lodygin v roce 1873. Dodnes neexistuje levný přístroj s podobným spektrem záření. Z tohoto důvodu jsou žárovky široce používány. Zároveň mají významnou nevýhodu – velmi nízkou účinnost (do 0,05). V současnosti velmi oblíbeným typem žárovek jsou halogenové žárovky, jejichž životnost dosahuje přibližně 2000 hodin a vyznačují se vysokou světelnou účinností. Toho je dosaženo díky tomu, že do plynové náplně baňky halogenové žárovky se přidává jód, který za určitých podmínek zajišťuje zpětný přenos odpařených wolframových částic spirály ze stěn baňky žárovky do žárovky. vláknité tělo.
Plynové výbojky mají vyšší světelný výkon, protože se v nich elektrická energie přeměňuje na energii optického záření v důsledku elektrického výboje v plynech nebo kovových parách. Plynové výbojky pracují se speciálními předřadníky a dělí se na nízkotlaké a vysokotlaké zářivky. Zářivky spotřebují méně elektřiny a jejich životnost je 5x delší ve srovnání s žárovkami. Zářivky však nenahradily žárovky, které mají značné nevýhody. Nepohodlí způsobené studeným svitem je umocněno stroboskopickým efektem (blikání lamp). Startovací zařízení lampového zařízení navíc produkuje hluk různých frekvencí, což způsobuje zvýšenou únavu těla. Zařízení pro ovládání škrticí klapky poskytuje možnost napájet zářivky ze zdrojů elektrického proudu o frekvenci 50 Hz.
Jedním z řešení, které odstraňuje nevýhody jak žárovek, tak zářivek, je použití elektronických předřadníků (EPG), které zajišťují provoz zářivky s frekvencí doutnavosti 20 kHz, což umožňuje vytvářet více energie- efektivní systémy vnitřního osvětlení. Ke snížení spotřeby energie dochází v důsledku výrazného zvýšení napájecího napětí zářivek využívajících elektronické řídicí jednotky. Elektronická řídicí jednotka tak poskytuje frekvenci 30-40 kHz, což způsobuje, že žárovka spotřebovává pouze 9 W elektrické energie namísto 60 W potřebného k vyvinutí stejného světelného výkonu jako u žárovek. Životnost lampy se zvyšuje na 8000 hodin.
Úspora energie v budovách a konstrukcích
V současné době jsou náklady na vytápění velmi vysoké, což vede k nárůstu tepelného znečištění životního prostředí, atmosféry a nadměrné spotřeby vzácného paliva. Kdo ušetří na zateplení svého domova, má následně nezměrně vyšší náklady na vytápění. Lze uvést mnoho příkladů, které tuto skutečnost potvrzují. Pokud vezmeme v úvahu situaci s energetickými zdroji a cenami ropy, situace pro Bělorusko se zdá být velmi obtížná. Největšími spotřebiteli energie jsou budovy všech typů (cca 30-40 % spotřeby v Běloruské republice). Z hlediska spotřeby energie se s nimi může srovnávat pouze průmyslový sektor.
Podle odhadů domácích i zahraničních odborníků je potenciál pro úspory energie v budovách a konstrukcích 30-40% a tepelné energie – asi 50%.
Typická struktura spotřeby tepelné energie budovou, stejně jako potenciál úspory energie, je znázorněn na Obr. 1:
vnější stěny – 30 % (potenciální 50 %);
okna – 35 % (potenciálních 50 %);
ventilace – 15 % (potenciál 50 %);
teplá voda – 10 %, (potenciál 30 %);
střecha, podlaha – 8 % (potenciál 50 %);
potrubí, armatury – 2 % (potenciál 5 %).
Jak vidíte, hlavní spotřeba je spojena s vytápěním objektu pro kompenzaci tepelných ztrát okny, stěnami, střechou, podlahou, v důsledku větrání.
Například soukromé domácnosti v západní Evropě spotřebují téměř 30 % veškeré vyrobené energie, což je téměř tolik jako průmysl a více než veškerá doprava dohromady. Většina spotřebované energie (70 %) jde na vytápění prostor (obr. 2).
V Bělorusku se v současné době staví obrovské množství budov a staveb, proto je nutné věnovat velkou pozornost tepelné izolaci a úsporám energií. Například náklady na vytápění 1 м 2 v Německu a Bělorusku jsou 1:1,25.
Energie nezbytná pro realizaci životních funkcí, její výroba a využití jsou spojeny se zátěží životního prostředí: produkce uhlí, ropy, plynu, jaderného paliva, emise zplodin spalování, tepelné znečištění životního prostředí. Hlavním bodem diskuse o životním prostředí je nevyhnutelný výskyt oxidu uhličitého po spalování sacharidových nosičů energie. Stoupající do atmosféry přispívá ke vzniku tzv. „skleníkového efektu“, který může mít v budoucnu katastrofální následky. Toto nebezpečí musí být odstraněno nebo výrazně sníženo. Budovy, které se nyní rozvíjejí nebo rekonstruují, nastavují nové limity spotřeby energie a tepelného tlaku na životní prostředí a také ceny energií v budoucnu.
Opatření na úsporu energie jsou také prostředkem ke snížení celkové spotřeby energie. Navzdory poklesu světových cen ropy v 1990. letech XNUMX. století existuje tendence k růstu cen energií, což je důležité zejména pro Bělorusko.
Rýže. 72. Typická struktura spotřeby tepelné energie budovy a potenciál úspor energie
Rýže. 73. Rozdělení energetické potřeby budov
Zateplení domů obvykle nesplňuje tepelně izolační normy.
V souladu např. s německými tepelně izolačními normami splňuje obytný prostor tyto parametry:
průměrný součinitel tepelné vodivosti stěn – 0,66 W/m 2 o C
rychlost výměny vzduchu – 0,8 krát/hod;
Účinnost topných zařízení – 80 %;
roční potřeba tepla – 26200 kWh;
roční spotřeba tepla na 1 m 2 – 140 kWh.
Při použití moderní konstrukce a technologie tepelné ochrany je možné udržet roční spotřebu energie v rozmezí 30-70 kWh/m2 užitné plochy. To zhruba odpovídá spotřebě 3 7 litrů oleje nebo 3-7 m 3 plynu na 1 m 2 životní prostor za rok.
Mezitím má Švédsko dlouhodobě přísnější požadavky na úsporu energie než jiné západoevropské země. Spotřeba tepla na 1 m2 obytné plochy je tedy dle norem 60-70 kWh.
Součinitel prostupu tepla (HTC) je jednotka, která označuje průchod tepelného toku 1 W prvkem stavební konstrukce o ploše 1 m2 při rozdílu vnitřní a vnější teploty 1 Kelvin. Takže pro obytný dům:
strop (12 cm izolace) – KTP = 0,35;
pěnobeton 30 – 36 cm nebo lehká cihla – KTP = 0,66;
podlaha (5 cm tepelné izolace) – KTP = 0,68;
tepelně izolovaná okna – KTP = 0,3.
Roční energetický zisk a ztráta typického domu je:
příliv solární energie – 6700 kWh;
vnitřní zdroje tepla – 2700 kWh;
větrání – 7700 kWh;
ztráty okny – 9000 kWh;
ztráty podlahou, sklepem – 3100 kWh;
ztráty stěnami – 6600 kWh;
ztráty střechou – 4000 kWh;
ztráty ventilačním systémem – 5200 kWh.
Za standard je považován dům s nízkou spotřebou energie (LEC) – jedná se o stavbu, která spotřebuje málo tepelné energie, méně než 70 kWh/m2 za rok (od 70 do 30 kWh/m2). To odpovídá roční spotřebě tepelné energie 300–700 м 3 plyny s obytnou plochou 100 m2. Kromě toho se DNE vyznačuje také nízkou spotřebou energie pro zajištění teplé vody.
Nízká energetická náročnost budovy je zajištěna:
dobré tepelně izolační vlastnosti stavebních prvků (stěny, okna, střecha, podlaha, suterén);
svědomité provádění izolace: zamezení tepelným ztrátám; hustý plášť konstrukce (ochrana před větrem atd.);
pasivní využívání sluneční energie a její akumulace, denní nebo sezónní;
řízená výměna vzduchu (pokud možno zpětný chod tepla);
dobře regulovaná topná zařízení;
energeticky účinné zajišťování teplé vody, případně prostřednictvím solární energie v létě;
