תכנון עבור יום אור קצירת אנרגיה למזער את השימוש באנרגיה תאורה מלאכותית

ההרחבה Daylight Harvesting in Modern Architecture

קצירת יום התפתחה כאסטרטגיה טרנספורמטיבית בעיצוב בנייה בר-קיימא, המציעה אמצעי רב עוצמה להורדת צריכת האנרגיה תוך שיפור איכות המרחבים הפנימיים. על ידי לכידת והפצת אור טבעי, גישה זו מפחיתה את הצורך תאורה חשמלית בשעות אור היום - אחד העומסים הגדולים ביותר בבניינים מסחריים, על פי מחלקת האנרגיה של ארה"ב, תאורה טבעית של כ-17% מכלל המבנים המסחריים, מה שהופך את הפחתת האנרגיה התפעולית לחיסכון התפעולית, מעבר לחיסכון התפעולי, למעט אנרגיה יעילה, וחיסכון באנרגיה, הוא שיפור משמעותי.

מה זה יום יום של יבול?

קצירת אור היום היא הנוהג של שימוש באור השמש כמקור אור מרכזי בתוך מבנים והתאמה אוטומטית של תאורה מלאכותית כדי לשמור על רמות תאורה הרצויות.זה כולל גם אלמנטים עיצוב פסיבי - כגון מיקום החלון, גילוח, משטחים רפלקטיביים - ומערכות בקרה פעיל כי dim או לעבור תאורה חשמלית בתגובה לאור יום פנוי (כמו גם מערכת תאורה אור אור LT) לא רק מבולעת אור עם כמות אור בהירה, אפילו לא מוגדרת אור ויזואלית, כאשר היא מוגבלת של אור רגיל זה הוא הכרחי).

עקרונות עיצוב מרכזיים ל-Protre Daylight Harvesting

קצירת יום מוצלחת מתחילה בשלבים המוקדמים ביותר של עיצוב בנייה.אדריכלים ומהנדסים חייבים לשקול אוריינטציה, נפיחות, סיימור פנים ומערכות בקרה כמכלול משולב.העקרונות הבאים מהווים את הבסיס של אסטרטגיה אור יום יעילה באנרגיה.

בניית אוריינטציה ומיסה

אוריינטציה ציר ארוך של בניין מזרח-מערב ממקסמים דרומה מול חזית צפופה וצפונית צפופה צפונה בעוד צמצום בעיות מזרח וממערב זוהר. בחצי הכדור הצפוני, חלונות צפופים דרומה תופסים את אור היום עקבי ביותר לאורך כל השנה, במיוחד כאשר בשילוב עם עומסים גדולים כראוי או מדפים בהירים.

מיקום חלון, גודל וגלאזינג

כאשר חלונות ממוקמים וכמה גדול הם משפיעים באופן דרמטי על חדירה לאור יום ואיכות.כדי לאזן אור יום עם ביצועי אנרגיה, מעצבים לעתים קרובות לעקוב אחר כלל האגודל כי יחס החלון-לקיר (WWR) צריך לנוע בין 20% ל-40% עבור חללים כבושים, בהתאם לאקלים ולנטייה. ביצועים גבוהים בוהקים - כגון ציפויים נמוכים-E, tcreelectives, ו-Vals-a-a-texre-texre-a-texates-texate-texates-intens-intens-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-in-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-texre-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-

גובה ראש החלון הוא קריטי במיוחד: levating חלונות קרוב לתקרה מאפשרת אור להגיע עמוק יותר אל החדר.חלונות קלר קומות, אורות שמים, גגות ראותניים הם אסטרטגיות יעילות להביא אור יום לאזורים פנימיים שאין להם גישה ישירה לקירות היקפיים.

אור שבליס ומחשבות

מדפים קלים הם baffles אופקיים ממוקמים מעל רמת העין - לעתים קרובות על הפנים וחיצוני של חלונות דרומה-הפונה - כי קפיצה אור יום על התקרה עמוק יותר לתוך החלל. תקרה לבנה או בהירה פועל כמו משקף משני, להפיץ אור diffuse מעבר לחדר ולהפחית ניגוד בין החלון לבין קיר אחורי.

המונחים: Surface Endes

הסדר של רהיטים, מחיצות וציוד לא צריך לחסום מסלולים יום.Open-plan פריסות עם משרדי דל-height מעוקבים וזכוכית ממוצבים מעדיפים לאפשר אור לנוע דרך החלל. Specular ו- matte לסיים צעיף על קירות, תקרה, וקומות לשחק תפקיד מרכזי: תקרת אי נוחות גבוהה (LRV> 80%) וחומות קלות קלות לעזור לקפיצה אור, בעוד שיתרחשיכה של כותרות היום צריך גם לספוגות של אור מלאכותיות.

בקרה אוטומטית וחיישנים

אפילו העיצוב הפסיבי הטוב ביותר זקוק לפקדים פעילים כדי לממש את החיסכון באנרגיה.מערכת בקרת אור היום כוללת בדרך כלל אחד או יותר תמונות (או חיישני סיכה), בקר, וניתן למדידה או לתאורה גבוהה.תמונות מודדות את ההפרעה (או לפעמים את ההחלמה), בתוך המרחב הפתוח והשולחות את האות לבקר, אשר מאמת את הפלט החשמלי כדי לשמור על המערכת המתקדמת ביותר של מערכת ההפעלה (או סגורה) סגורה לעיתים קרובות (או סגורה) של אור פתוח (או סגורה) סגורה לפני המעבר) סגור (או סגורה) סגור (הטווח הראשון) ו/או סגורה) סגור (או סגורה) סגור (או סגורה) בטווח הקצר ביותר) בטווח הקצר ביותר) בתוך אזור פתוח (או פתוח (או פתוח יותר) בתוך שטח פתוח (או סגור (או פתוח) בתוך אזור פתוח) ונשלח אות אור אור אור אור אור אור פתוח (או קצר יותר) בתוך אזור פתוח (או פתוח (בדרך כלל) בתוך אזור פתוח (בדרך כלל) בתוך חדר הבקרה) בתוך חדר השינה) ונשלח אות אל תוך זמן קצר יותר) בתוך חדר השינה) בתוך חדר השינה) בתוך חדר השינה) בתוך חדר השינה) ונשלח אות להחלפה (או חיישנים).

היתרונות של יום אור יום קציר

כאשר יישמו נכון, קצירת אור היום מניבה קערה של יתרונות המשתרעים הרבה מעבר להצעת החוק של השירות.היתרונות הבאים מתועדות היטב בבניית ספרות מדע.

חיסכון באנרגיה

מבנים מסחריים יכולים להפחית את צריכת האנרגיה של תאורה ב-20% עד 60% באזורי היקפי, וב-30% עד 50% בחללי שמילוט, בהתאם לאקלים, לתכנון חלונות ואסטרטגיות בקרה.המעבדה הלאומית של צפון מערב האוקיינוס השקט וגופים מחקר אחרים הראו כי מאגרים משולבים במבנים משרדים יכולים לחסוך עד 1.0-1.5 קילוואט ל רגל מרובעת בשנה.

שיפור איכות וזמינות

הגישה לאור טבעי מדורג באופן עקבי כתכונה הרצויה ביותר במשרדים ובתי ספר.מספר מחקרים, כולל אלה מן ה-FLT:0 World Resources InstituteveFLT:1 ו- Heschong Mahone Group, המקשרים חשיפה לאור יום לפרודוקטיביות גבוהה יותר של עובדים, מופחתת ההיעדרות, וציוני מבחן סטודנטים טובים יותר תומך בקצב הסמיכות האנושי, עוזר לווס מחזורי שינה-וואו ושיפור מצב הרוח.

שיפור איכות הסביבה וקיימות

איסוף יום תורם ישירות לנקודות הסמכה בנייה ירוקות תחת LEED, BREEAM, ומערכות דירוג אחרות. Reducing חשמל הביקוש תאורה גם מוריד פליטות גזי חממה מתחנות כוח.בסמכות השיפוט עם קודים אנרגיה מחמירים (למשל, ASHRAE 90.1, כותרת 24), בקרת אחריות על אור היום הם לעתים קרובות חובה עבור חללים עם מספיק יום.

אתגרים ופתרונות מעשיים

למרות ההבטחה שלה, קצירת אור היום אינה תקע ושחקניות.מערכות מעוצבות באופן עני יכולות להוביל לזוהר, אי נוחות תרמית וחוסר שביעות רצון של משתמשים, לפעמים אפילו להגדיל את השימוש באנרגיה.

תגית: Visual Comfort

ניגודיות מוגזמת בין חלונות לבין משטחים פנימיים גורמת לצלילים קלים ואי נוחות.כדי להפחית את זה, להשתמש אור-מעורב זוהר, עיוור פנימי או גוונים, ו ציפויים אנטי-בוהקים. מיקום פועל לחלונות במקום להתמודד איתם. גלגולי אור אוטומטיים משולבים עם חיי היום יכולים להוריד כאשר זוויות לייצר אור קשה ולהגדיל כאשר השמיים הם מעל פני חלון זכוכית יעיל (או רוחב חום) לתוך חלון נמוך יותר (גובה חום) או גובה נמוך יותר).

Thermal Gain and Overheating

חלונות גדולים אשר מודים שפע של אור יום יכולים גם להודות חום סולארי מוגזם, הגדלת עומסי קירור.זה בעייתי במיוחד על מזרח ומערב façades.נמוך חום השמש לצבור יעילות (SHGC) זוהר, סנפירים חיצוניים או louvers, ומאחורי לוחות השמש המבודדים עוזר לנהל עומסים תרמיים.

תאורה בלתי עקבית ו Overdimming

תמונות הנמצאות במקום או ממותק לא תקין יכולות לגרום לאורות חשמליים להתמקח יותר מדי או מעט מדי, מה שמוביל ל"מלחמות תאורה" שבהן הדיירים מעל המערכת.כדי להימנע מכך, יש להציב חיישנים על התקרה ליד מטוס העבודה, מול מטה, הרחק מאור החלון הישיר.הההה מתקדמת עם מדבקה חסומה היא חיונית; יש לאמת הגדרות overcasted, חלקית, השמיים שמשיים, ו"מצבים"מתאים"מתאים"מתאים" (מתאים" (מתאים) ולשלבים"לתאים"להגדרות מהירות" (S) ו"מתאים"מתאים" (Freatereatereate) ו" (Freate) ללא תאורה מתאימה" (Freatereate) ו-reatereatereatereate) ו-" (Squaretrated) ו-reate) ו-replereducing) ו-reating) עם מדרדמים).

קבלה של משתמשים ועצימות יתר

לעתים קרובות מתנגדים לטבוליט אוטומטי אם הם מרגישים שהם מאבדים שליטה.הפרקטיקה הטובה ביותר היא לספק מתגים מקומיים או דימרטים המאפשרים התאמה ידנית בטווח מוגבל - באופן ±20% מהנקודת האוטומטית.למדריכים על המטרה והיתרונות של המערכת, כמו גם התקנת בקרה ידידותי למשתמש, משפר באופן דרמטי את הקבלה.

אסטרטגיות מפתח ובקרה

החומרה והתוכנה המאפשרים לקציר באור היום המודרני התקדמו באופן משמעותי, הבנת הרכיבים והאינטראקציות שלהם חיונית לסימון מערכת המספקת גם חיסכון וגם נוחות.

תמונות מסוגים ומקומות

תמונות משתמשים photodiodes כי להמיר אור לתוך שיעור הנוכחי של חוסר אלמוות. שני סוגים נפוצים הם photodiodes סיליקון (תגובה ספקטרלית רחבה) וסינון תמונות מסינון כי להתאים את עקומת התמונה של העין האנושית.שדה הראייה של החיישן צריך לכסות את האזור ללא לראות את החלון ישירות - כלומר, זה יגיב לשנות תנאים במקום את התנודות בפועל על שולחן העבודה, חיישנים פתוח.

דיים ונהגים

עבור תאורה פלואורסנט, דיזונים עם 0-10 V או DALI שליטה משמשים.עבור נוריות, נהגים ממאומנים שמקבלים 0-10 V, DALI, או פרוטוקולים אלחוטיים הם סטנדרטיים.המשך מ-100% למטה ל -10% עד 10% -1% הוא המועדף כי הוא מספק מעברים בלתי ניתנים להחלפה (למשל, מלא, 50%), מחוץ) הוא לעתים קרובות גורם גלוי ל-Clickerturestending יחיד.

◄ כוונון והמשך

במחקר שנערך בשנת 2017 על ידי המעבדה הלאומית לורנס ברקלי, מערכות מוארות רבות לא הצליחו להשיג חיסכון צפוי כי הם מעולם לא הוזמנו כראוי. Commissioning כרוך סף חיישן קליטה, הגדרת רמות תאורה עבור מצבים מרובים של שמים, אימות עקומות דימוץ, ומפעילי בניין הכשרה.על כוונון מתקדם - החל פרמטרים עונתיים או לאחר שיפוץ חלל - מבטיח ביצועים ארוכי טווח לשימוש במערכות למידה עצמית.

מחקרים ב-Protance Daylight Harvesting

ניו יורק טיימס בניין (New York City)

זה סקייסוקר האיקוני כולל קיר וילונות מוט קרמיקה שמפענח אור עמוק לתוך רצפות פתוח-plan תוך צמצום חום סולארי ישיר.תמונות בכל קומה מחלחלת תאורה LED העליון בתגובה לאור יום זמין, השגת ירידה של 25% באנרגיה תאורה.האסטרטגיה של היום אור משולבת עם חזית ביצועים גבוהים ותחת התפלגות אוויר מנפח ויעילות.

הבישוף אדוארד קינג Chapel (Lincolnshire, בריטניה)

למרות פרויקט קטן יותר, הקפלה הזו מראה עד כמה אור יום מדויק יכול לחסל תאורה חשמלית במהלך היום. גג ראות' עם מצעים דרומה הפונה דרומה מקפץ אור מקירות טיח לבן מעוקל, יצירת פנים מוארת אפילו ללא זוהר.לא אורות מלאכותיים נדרשים משחר לדסק, מתן פתרון אנרגיה כמעט אפס.

דיוויד ולוסיל פקארד Foundation המטה הראשי של לוס אלטו, קליפורניה

בניין האנרגיה של אפס רשת משתמש בגישה "מבט ראשון" עם אורות שמיים צפופים צפופים צפופים ומדפים פנימיים של אור חשמלי הם מומסים באופן אוטומטי ומחוברים באמצעות מערכת DALI עם פוטוסנסורים.המבנה משתמש ב-52% פחות תאורה אנרגיה מאשר בסיס מבוסס קוד, סקרי הדיירים מדווחים על שביעות רצון גבוהה עם נוחות חזותית וקשר חיצוני.

מגמות עתידיות ב-Daylight Harvest

ככל שטכנולוגיית הבנייה מתפתחת, קצירת אור היום הופכת להיות חכמה יותר ומשולבת יותר.מחירי הבוהקים אלקטרו-צמיים יורדים, מה שהופך את הפא החזיתות דינמיות לנגישות יותר.מערכות תאורה המחוברות לאינטרנט משלבות כעת נתונים של אור יום עם דיקור, עומס וחיישנים HVAC כדי להתאים את מערכת ההפעלה של אור האנרגיה המקומית, אך גם את כלי תאורה מתקדמים כמו רדיאנס, DIVA, וג'ר, ו-לב מאפשרים לחיזוי ביצועים לחיזוי של אור יום לפני שברשותוכים של זמן של אנרגיה, אך ורק לאחר מכן, אך ורק של זמן תאורה מתקדמת, אך ורק לאחר מכן, אך ורק לאחר מכן, כמו תחזיות אור היום, אך ורק לאחר מכן, כמו למשל, כמו למשל, לחץ דם מתקדם של זמן תאורה מתקדמת, אך ורק לאחר מכן, תוך כדי לצפות, תוך כדי לחץ דם מודרני של זמן תאורה מתקדמת, אך ורק על פני הדור הבא, אך ורק של אנרגיה מתקדמת, אך ורק על פני זמן תאורה מתקדמת, תוך כדי לחץ דם מתקדם, כמו למשל, תוך כדי לחץ דם מודרני של זמן תאורה מתקדמת, אך ורק לאחר מכן, תוך כדי לחץ אווירידור מרכזי של זמן תאורה מתקדמת, תוך כדי לחץ אווירי אור השמש, החל לחץ אווירי אור השמש, כמו

מסקנה

תכנון לקציר יום הוא כבר לא טקטיקה של בניית ירוק נישה - זוהי שיטה מוכחת, יעילה עלות לחתוך באופן דרסטי אנרגיה תאורה מלאכותית תוך שיפור החוויה האנושית במבנים.הצלחה דורש תהליך עיצוב משולב אשר מאזן אוריינטציה, נפיחות, סימור פנים, ובקרות מתקדמות יותר. כאשר מבוצעים עם טיפול, קצירת יום יכול לספק הפחתה של 40%-60% באזורי יום, שביעות רצון גבוהה, דיירים, לתרום יעילות יותר ויציבות גבוהה יותר, כדי לשפר את תהליכי בקרה מתקדמים.