Световоды и световые шахты как прорыв в естественном освещении в контексте актуальности энерго- и ресурсосбережения

 

После шести лет исследований в области энергосбережения с уверенностью можно сказать, что основные затраты предприятия связаны со светом; они могут быть как прямые так и косвенные. Объясню почему: любой вид деятельность человека связан только со светом, любой… для того чтобы произвести что-либо, необходимо «обеспечить» себя определенным уровнем света. Это можно сделать бесплатно (но не всегда комфортно) и платно (тогда за комфорт приходится платить). Мало кто сможет выполнить свою работу на рабочем месте без света, тогда как без тепла (не комфортно, но работать можно), без воды (протереть руки можно салфетками), без вентиляции (работа в респираторе), без кондиционирования – в отсутствии всех этих систем работать можно. Все это является частью комфортного пребывания людей на рабочем месте. Именно создание комфорта составляет большую часть расходов по зданию, но при отсутствии света - создание комфортного пребывания людей на рабочем месте вообще не имеет смысла.

В контексте последних событий в энергетической и экономической сфере мирового рынка применение энерго- и ресурсосберегающий технологий особенно актуально. Эффективные технологии строительства – одно из приоритетных направлений развития не только региона, но и Российской Федерации в целом. Современные технологии должны удовлетворять не только текущим «экономическим» требованиям; по отношению к ним сохраняется весь комплекс требований, который накопился с самого начала ведения человеком строительной деятельности, как то: безопасность, комфорт, доступность.

Нестабильность рынка толкает пользователя искать экономический эффект от внедряемых технологий не в рублях (долларах, евро или др.), а в «материальном» эквиваленте:

• количество сэкономленной электрической или тепловой энергии,
• снижение материалоемкости систем,
• снижение количества расходных материалов,
• снижение количество отходов (в том числе повторная переработка),
• снижение необходимых трудозатрат на стадии строительства, эксплуатации (ремонт и обслуживание) и утилизации.

В рамках данного направления развития строительства предлагается внедрение новых технологий естественного освещения (световоды, световые шахты), а также комплексирование систем освещения. Снижение материалоемкости здания осуществляется за счет полной замены зенитных фонарей и частичной замены окон на полые трубчатые световоды. Материалоемкость здания снизится по следующим разделам:

Материалоемкость окон и зенитных фонарей - для решения одной и той же задачи освещения материалоемкость световодов значительно ниже (2 вида пластика и 1 вид металла.

Материалоемкость несущих конструкций здания  снижается за счет того, что для решения одной и той же задачи освещения световод имеет меньшую массу, чем окно или зенитный фонарь, а потому нагрузка на несущие конструкции здания также меньше.

Материалоемкость систем отопления и кондиционирования. Пояснение: окна и зенитные фонари – это источники теплопритоков и теплопотерь здания, для которых необходимы дополнительные площади отопительных приборов, увеличенные диаметры трубопроводов, насосы большей производительности, а также теплогенерирующие установки и холодильные машины с большей установленной мощностью. Уже на стадии строительства данные затраты двойным ударом бьют по бюджету застройщика: оплата непосредственно оборудования и оплата каждого дополнительного кВт*ч установленной мощности при подключении.

Внедрение световых шахт и световодов открывает новые возможности в планировочных решениях, позволяя:

возводить здания большей полезной площади с сохранением на всей площади комфортного уровня световой среды;

возводить здания более эффективные с точки зрения энерго- и ресурсосбережения.

Ярким примером энергоэффективной застройки целых микрорайонов является диагональное проектирование малоэтажного строительства. Жилые и производственные комплексы при таком способе застройки напоминают фрактальные природные образования.

Еще одно приоритетное направление развития в строительной области – это возведение зданий со сниженными эксплуатационными затратами. В рамках этого направления особо важным представляется задача снижения затрат на освещение зданий. Решение данной задачи обеспечивается внедрением систем естественного освещения (т.е. когда основная часть освещения обеспечивается естественным, а в случае необходимости, например, вечером и ночью, подключается искусственное), 

что позволит сразу сократить целый комплекс энерго- и ресурсозатрат:

• затраты на электроэнергию. Замещение большей части искусственного освещения естественным «высвобождает» самую дорогую статью расхода – электроэнергия в дневное время суток;
• затраты на закупку расходных материалов. Благодаря естественному освещению от световодов экономится ресурс ламп, закуп новых ламп потребуется осуществлять реже.
• затраты на техническое обслуживание. Техническое обслуживание светильников искусственного света потребуется реже, что является следствием сэкономленного ресурса ламп.
• затраты на утилизацию отработанных расходных материалов. Сэкономленный ресурс ламп является одних из средств минимизации негативного антропогенного влияния на  хрупкую и требующую заботу экологию арктических зон. 
• затраты на компенсацию теплопотерь. Традиционное естественное освещение с помощью окон и зенитных фонарей выливается в значительные затраты на компенсацию теплопотерь, так как данные светотехнические конструкции обладают либо малым термическим сопротивлением, либо значительной стоимостью на стадии возведения. Применение световодов обеспечивает эффективное решение задачи освещение при отсутствии теплопотерь и затрат, связанных с их компенсацией.
• затраты на компенсационное возмещение воздействия на работников вредных условий труда. Отсутствие естественного света на рабочих местах – это производственная вредность, за которую положена компенсация работнику в денежной или иной форме. Благодаря применению световодов имеется возможность полностью избежать данной статьи расхода.
• затраты на обслуживание систем естественного освещения. Вследствие применения световодов снизятся эксплуатационные затраты, связанные с техническим обслуживанием систем естественного освещения, так как обслуживание световодов осуществляется значительно проще, чем обслуживание окон и зенитных фонарей; не требуется ни специальная техника, ни остановка технологического цикла в помещении.

 

 

Оснащение систем искусственного освещения автоматикой, отслеживающей состояние погоды и пребывание людей еще более снизит затраты на эксплуатацию зданий в части освещения.