Наличие исполнения концепции hcl по технологии tw что это

Биодинамические системы внутреннего искусственного освещения: исследование экономической выгоды от внедрения систем Human Centric Lighting

Внутренние часы (циркадная ритмика) определяют фазы сна и бодрствования, а также частоту сердечных сокращений, артериальное давление крови, самочувствие и настроение. Эта ритмика биологических процессов в значительной степени регулируется и поддерживается светом, проникающим в орган зрения.

Биодинамическое освещение HCL — Human Centric Lighting может позитивно повлиять на самочувствие и трудоспособность служащих в производственных помещениях и в офисах с недостатком дневного света в светлое время суток, а также в осенне-зимний период, когда внутренние часы организма едва ли синхронизируются с динамикой естественного света.

Human Centric Lighting – это биодинамические системы искусственного освещения, имитирующие естественную динамику световой среды – изменение цветового оттенка дневного света и его интенсивности.

Программируемое изменение оттенка белого цвета (вариация цветовой температуры) и интенсивности излучения светильников в течение суток – это и есть основная цель средств и систем HCL .

Чтобы поддерживать и стабилизировать внутренние часы — суточную циркадную ритмику процессов в организме человека, внутреннее искусственное освещение должно плавно воспроизводить в течение дня изменения естественного освещения под открытым небом.

Система HCL включает в себя специальные типы светодиодных светильников и программируемую регулирующую систему. Последняя позволяет варьировать цветовую температуру излучения светильников от 2700 до 6500К и их световой, адекватно изменениям этих параметров у дневного света в светлое время суток.

Интенсивное развитие светодиодных технологий и цифровых систем управления освещением потенциально позволяет реализовывать HCL в самых различных областях внутреннего освещения и уже реализовано достаточно большое количество опытных установок.

В первом исследовании потенциального рынка средств HCL было установлено, что по консервативному сценарию развития, европейский рынок средств HCL к 2020 году достигнет 1 400 000 000 евро, что соответствует приблизительно 7% от общего объема рынка средств общего внутреннего освещения.

Ниже приводятся основные положения отчёта о результатах второго этапа исследований (2015 год), проведенных крупнейшей международной консалтинговой компанией A . T . Kearney и комментарии экспертов ведущих светотехнических концернов – OSRAM ( Alfred Wacker ), PHILIPS ( Annette Steinbusch ) и Zumtobel ( Peter Dethof ) .

Эти результаты позволяют достаточно убедительно ответить на резонный вопрос инвестора и конечного потребителя о фактической окупаемости и экономической целесообразности инвестиций в HCL.

В отчёте компании A . T . Kearney « Quantified Benefits of HCL » показаны преимущества системы HCL в производственно-экономической, народно-хозяйственной и социальной сферах, дана их количественная оценка.

Расчёты и оценки проводились для наиболее отзывчивых секторов целесообразного применения HCL :

производства с относительно простыми, однообразными и повторяющимися ручными операциями при небольшой доле автоматизации;
производства со сложными по точности ручными операциями и средней долей автоматизации;
офисные бюро (административно-управленческие, банковские, конструкторско-дизайнерские);
начальные и средние школы;
лечебные учреждения;
пансионаты и дома постоянного проживания людей преклонного возраста;
жилые интерьеры (собственные или съемные квартиры, домашние офисы).

Исследования базировались на сравнении высококачественных нерегулируемых светодиодных осветительных установок (без изменения цветовой температуры и интенсивности излучения) с системами освещения, соответствующими биодинамическим технологиям HCL . При этом учитывалось как визуальное, так и невизуальное (биологическое) воздействие света на человека, под которым понимаются влияние динамической имитации условий искусственного освещения под изменения этих параметров естественной световой среды.

Принималось во внимание, что функционирование системы освещения HCL требует увеличенных затрат электроэнергии, чем у нерегулируемых установок, так как, например, для активирующего действия света в определённое время суток необходима более высокая освещенность и повышенная голубая компонента в излучении светильников. При этом единовременные дополнительные расходы на монтаж системы HCL не учитывались.

Компания A . T . Kearney разработала детальные методики расчёта для оценки соотношения: HCL — реальная польза/расход электроэнергии.

Результаты этих расчётов доступны на сайтах Lighting Europe (Ассоциация европейских производителей средств освещения) и ZVEI (Союз электротехнической и электронной промышленности Германии).

Ниже приведены выборочные результаты оценок соотношения: HCL — реальная польза/расход электроэнергии. Наиболее эффективно действие системы освещения НС L в промышленном производстве с малой и средней степенью автоматизации.

Пример 1: сборочное производство

750 человек персонала сборочного производства (на сдельной оплате труда) были заняты монтажом электронных схем. Биодинамическое освещение при освещенности на рабочих местах 2000 лк повысило производительность труда примерно на 4,5% (по сравнению с нерегулируемой системой) за счёт активирующего эффекта, повышения внимательности и точности операций.

На 1% снизилось относительное количество ошибок. Отмечено также добровольное продление работниками на 1 один год своего трудового стажа на данном предприятии из-за улучшения физического состояния (отмечен как среднесрочный, так и долгосрочный эффект).

Всё перечисленное принесло экономическую выгоду, эквивалентную почти 900 000 евро.

Годовые затраты электроэнергии для работы системы освещения HCL в стоимостном выражении составили 54 000 евро (у нерегулируемой светодиодной системы – 42 000 евро).

Таким образом, экономическая выгода от внедрения HCL в 16,6 раза превзошла стоимость электроэнергии, израсходованной за год для питания светильников и регулирующей системы HCL .

Еще более убедительно выглядят данные, полученные на промышленном производстве с 1000 работниками, выполнявшими более сложные и ответственные ручные операции.

Здесь годовая экономическая выгода от биодинамической системы освещения HCL была оценена в 2 160 000 евро. Это в 40 раз превысило годовую оплату электроэнергии – 54 000 евро. (Для нерегулируемой системы стоимость израсходованной электроэнергии была равной 42 000 евро).

Пример 2: офис с открытой планировкой

При оценке пользы биодинамического освещения в офисе с открытой планировкой, где трудится 200 сотрудников, исходили из того, что система HCL эффективна на 2/3 всей площади помещения. C тоимость годового расхода электроэнергии на функционировании HCL — 9000 евро, что на 2000 евро в год больше, чем у нерегулируемой системы освещения.

Экономическая выгода от HCL была оценена в 111 000 евро в год, что в 12,3 раза превышает годовую стоимость израсходованной электроэнергии. Преимущества НС L выразились в повышении на 1% производительности и качества труда, сокращении дней пропусков работы по болезни. Уменьшилась и текучесть кадров, а, значит, сократились временные и финансовые затраты на поиск новых сотрудников и их специальное обучение.

Если не считать вполне допустимого скепсиса относительно HCL , то трудности внедрения биодинамической системы освещения могут возникать также и от того, что работодатель, предприниматель и в конечном итоге пользователь освещения и инвесторы зачастую представляют различные компании.

Пример 3: учебное заведение

В одной из школ (1000 учащихся, педагогический персонал – 80 чел.) годовая стоимость электроэнергии, израсходованной на систему HCL , была равной 11000 евро (нерегулируемая система потребляет 8000 евро). Повышение эффективности познавательных функций у целого ряда учащихся было оценено в 15%. Дефицит внимательности и прилежности, а также помехи от гиперактивности у других школьников были снижены примерно на 10%.

Исследователи исходили из того, что дополнительные расходы на компенсацию указанных выше негативных факторов в расчёте на одного учащегося были приблизительно равны 6000 евро.

Кроме того, учитывалось снижение психической нагрузки на учителей (стрессы, нервные срывы) и связанные с этим болезни (пропущенные трудовые дни), а также принятие решений учителями о дальнейшем пребывании и продлении стажа работы в этой школе. Финансовые преимущества от действия HCL в школьных классах составили, согласно расчётам, 43 000 евро в год, а оплата за израсходованную электроэнергию оказалась равной 11 000 евро, что почти в 4 раза меньше.

Эксперимент в одной из гамбургской школе показал, что динамика общего освещения в школьных классах в течение учебного времени, в соответствии с технологией HCL , позволила значительно повысить концентрацию и внимательность, улучшить познавательные функции, уменьшить число ошибок при арифметичесикх расчетах и повысить их скорость. Легче преодолевалась сонливость, свойственная младшим ученикам в осеннее время, снижалась их чрезмерная моторная активность на переменах.

Смотреть другие

Новая система освещения музея «Алтарь Мира» в Риме (Museo dell Ara Pacis Augustae, Romа) 13.05.2022

Умный свет или биодинамическое освещение. Что такое технология HCL?

В основе системы управления светом HCL лежит концепция Circadian Lighting. Суть концепции заключается в том, чтобы с помощью искусственного динамического освещения, изменяя цветовую температуру в течении дня оказать влияние на периоды активности человека.

К примеру, активность человека увеличивается при свете с цветовой температурой 4000-6000 K и снижается при 2700-3500 K. Длительное освещение светом с температурой 6000 K может вызвать у сотрудника перенапряжение и бессонницу. Низкие же цветовые температуры наоборот могут оказать негативное воздействие: человек будет малоэффективен и быстро почувствует усталость.

Идеальным для человека будет то освещение, которое копирует дневной свет местности постоянного проживания. Поэтому главной задачей HCL является искусственное дневное освещение, которое выстраивает управление цветовой температурой согласно движению солнца в определенной местности.

Human Centric Lighting (HCL)

Современное биодинамическое освещение — это комплекс источников света, управляемых с помощью обучаемого искусственного интеллекта. Такой симбиоз позволяет создать комфортные условия для работы и отдыха человека, меняя в течении дня цвет и яркость освещения, снизить утомляемость глаз и повысить работоспособность.

Наши новые светильники системы HCL созданы на базе обычных офисных светильников типа Armstrong и Грильято. В этих светильниках установлены несколько светодиодных модулей с разными цветовыми температурами. Дополнительно, с помощью двух драйверов регулируется интенсивность излучения каждого модуля.

Такое решение было установлено и в линейку наших офисных светильников “Панель” с интегрированным бактерицидным УФ-очистителем воздуха. Что достаточно актуально во время пандемии и позволяет полностью автоматизировать процесс эффективной очистки воздуха от вирусов и бактерий.

Вся система управления светильниками осуществляется по протоколу DALI, с помощью контроллера и одного двухканального драйвера. Выбор запрограммированного сценария производится или с помощью ПДУ (телефона, планшета, ПК) или можно настроить режим работы светильника вручную.

Основные преимущества HCL перед обычными, галогенными или другими источниками света

Глаза в течении рабочего дня не устают за счет света приближенного к дневному. Сотрудник чувствует себя комфортнее и становится более продуктивен.
Широкий спектр использования: от офисных и производственных помещений до домашних условий. Иными словами используется в тех условиях, где создается среда нацеленная на продуктивность и комфортные условия труда и отдыха человека.
Автоматизированный выбор цветовой температуры и интенсивности освещения в зависимости от времени суток и года.
Экономия электроэнергии. Так как в качестве источников света используются высококачественные светодиоды, способные менять температуру света, то это позволяет обеспечить экономию электроэнергии до 75% в сравнении с традиционным освещением. Также снижается нагрузка на электросеть и оборудование, тем самым повышается энергоэффективность и снижаются затраты на электроэнергию.
Простой монтаж. В зависимости от пожеланий заказчика можно установить один светильник, а можно создать целый единый комплекс из множества источников света. Дополнительно, стоит отметить возможность интеграции такого оборудования в систему “умный дом”.

Применение технологии Human Centric Lighting (HCL)

Освещение торговых помещений

В торговле освещение должно создавать комфортные условия для покупателей и помогать продавать товар. Уже научно доказано, что значение цветовой температуры в продажах очень велико и имеет ряд нюансов, которые нужно учитывать при составлении проекта по освещению торговых площадей. К примеру, освещение светом.

2500-3200 K придаст свежести овощам и фруктам, а теплые тона сделают придадут сырам и выпечке насыщенный желтый оттенок. В ювелирных салонах изделия из платины, серебра и золота наиболее выигрышно смотрятся при цветовой температуре 4000 K и интенсивности излучения 1000 лк и даже выше. И в тоже время драгоценные камни в этом случае смотрятся тускло. Поэтому в ювелирных магазинах применяется система из общего света интенсивностью не более 500-750 лк и акцентных светильников, благодаря которым драгоценные камни начинают сиять и привлекать к себе внимание.

Офисное освещение

Это основное направление в применении HCL, которое направлено на создание комфортных условий труда человека, снижению утомляемости и усталости глаз и повышению рабочей эффективности за счет воспроизведения циркадного ритма, к которому человек привык. Так как наши светильники изготовлены по форм-фактору классических офисных светильников типа Армстронг и Грильято, то монтаж не составит никакого труда и не потребует дополнительных расходов. А в будущем позволит сократить расходы на электроэнергию и нагрузку на электросеть.

Стоит отметить также нашу актуальную в нынешнее время линейку светильников типа Армстронг, но с интегрированным рециркулятором. Помимо автоматизации интенсивности освещения и смены цветовой температуры в течении дня, этот тип светильников будет очищать воздух от вирусов и бактерий, периодически включаясь на 1 час в 2 часа в течении рабочего времени и перед началом рабочего дня.

Освещение для животноводства и птицефабрик

Ранее мы писали о том какую важную роль играет правильно подобранная цветовая температура и интенсивность на удой, рост и яйценоскость популяции животных и птиц. Циркадный ритм имеет большое значение не только для человека, но и для животных. И очень важно, чтобы в этом ритме были постепенные переходы от одной цветовой температуры к другой, так называемые искусственные закаты и рассветы. Плавный переход снизит риск стрессового состояния у животных. Использование систем HLC в агропромышленности может полностью заменить естественный световой день, что очень актуально в областях, где световой день ввиду погодных и географических условий короткий.

Что такое биодинамическое освещение

Во все времена человечество понимало, что день — это обязательно солнце, а ночь — непременно темнота. До начала двадцатого века для большинства людей считалось абсолютно нормальным работать на улице на протяжении светлой части суток, пока дневной свет освещает все вокруг. Но как только наступали сумерки, все отправлялись по домам, а ночью обязательно ложились спать.

Сегодня все изменилось. Большинство людей в так называемых цивилизованных странах работают в помещениях с искусственным освещением, а когда солнце уходит за горизонт, тем более включают искусственный свет, чтобы подольше поработать, пободрствовать, и лечь спать попозже.

Что такое биодинамическое освещение

Изначально для освещения в закрытых помещениях люди использовали огонь: лампады, свечи, факелы. Позже появились масляные, керосиновые и газовые лампы, и наконец, первые электрические осветительные приборы — лампы накаливания и дуговые источники света. Затем наступила эра люминесцентных ламп, и люди привыкли к их холодному свету, хотя он сильно отличался от теплого, мягкого и приятного — солнечного.

Сейчас мощные лампы накаливания уже нигде не встретишь, но и компактные люминесцентные лампы не дают такого ровного теплого света, поэтому вопрос качества освещения и цветопередачи, даже с компактными люминесцентными лампами, вряд ли можно считать полностью закрытым.

В восьмидесятые годы профессор Холвич обнаружил, что когда пациенты ожидали его в приемной при свете люминесцентных ламп с улучшенной цветопередачей, уровень гормона стресса в их организмах становился меньше, чем это было раньше, с обычными люминесцентными лампами.

В связи с данным открытием, профессор добился того, чтобы в учреждениях здравоохранения Германии начали устанавливать только такие люминесцентные лампы, которые понижали бы уровень гормона стресса у людей.

Многие параметры света (цвет, световой поток, спектральный состав, цветопередача и другие) влияют на функционирование человека, самочувствие, эмоциональные состояния, утомляемость, усталость, волнение и т. д. При проектировании освещения большое внимание следует уделять подбору и правильному сочетанию отдельных параметров света, а не только световому потоку ламп.

Сейчас выпускаются современные светодиодные лампы, цветовая температура которых в среднем почти на 100% равна характерной для солнечного света. Однако большинство представленных на современном рынке ламп показывают лишь 80% сходства с комфортным для человека солнечным светом, что является минимумом, разрешенным стандартами качества освещения для рабочих мест.

В погоне за выгодой и низкой себестоимостью, продавцы предлагают новые источники света низкого качества. Но ведь потребители должны получать достоверную информацию о различиях в качестве света, о его воздействии на организм, в конце концов покупатель должен иметь возможность выбора, может быть он решит заплатить побольше, но зато получит более качественный, комфортный и безопасный свет.

Различия в цветовой температуре ламп

На самом деле порядка 80% всей информации об окружающем мире мозг получает посредством зрения, так что комфортное восприятие мира напрямую связано с качеством повседневной жизни человека, и не в последнюю очередь с качеством света.

Взглянем для примера на Чехию. На их рынке представлены в основном лампы, свет которых преимущественно желто-белый, напоминающий свет классических ламп накаливания, это уже является большим преимуществом. Ведь именно теплый свет делает пространство, освещаемое такими лампами, более естественным, особенно при низком уровне освещенности. Человек не испытывает напряжения, он более спокоен.

Цветовая температура ламп

Голландские исследования показали, что способность к сосредоточенной работе и высокая трудоспособность без оплошностей и ошибок, в бодром состоянии духа на протяжении длительного времени, возможна для человека главным образом в условиях более высокой освещенности, при цветовой температуре около 6500 К, которая, кстати, относится к холодному свету.

Теплое же освещение — наоборот: вызывает расслабление, дает возможность отдохнуть и повышает выработку мелатонина (гормона сна). Таким образом, оптимальная средняя цветовая температура для офисов и образовательных учреждений составляет 4000 К.

Разные производители ламп по-разному используют термины теплый белый, холодный белый и дневной свет. Таким образом, в зависимости от производителя желтый цвет может называться теплым белым, а нейтральный белый — дневным светом. Другая компания может называть их холодный белый свет дневным светом. Чтобы получить желаемый цвет, проверьте значение температуры лампы в кельвинах, указанное на коробке.

Цветовая температура лампы в Кельвинах

Белый свет высокой интенсивности специально применяется в медицинской практике для борьбы с депрессиями. И здесь возникает вопрос, какой же свет реально лучше для человека? Теплый или холодный?

Human Centric Lighting

Лучшее решение — солнечный свет. Но настоящий свет Солнца изменяется в течение суток от холодного до теплого, так как меняется его интенсивность, оттенок и цветовая температура. Утром свет солнца более теплый, днем он становится холоднее, а к вечеру — снова теплеет.

Кроме того, интенсивность солнечного света тоже разнится в зависимости от времени года. В итоге, наиболее оптимальным выходом из положения в плане искусственного освещения является внедрение биодинамических систем освещения.

Биодинамическим освещением называется такая интеллектуальная система освещения внутренних помещений, которая воспроизводит природную динамику солнечного света при помощи цифровых протоколов связи. Тогда, находясь внутри закрытого помещения, люди чувствуют себя так, словно находятся на улице, и Солнце, переходя по горизонту от восхода до заката, изменяет свой свет. Режим динамики может изменяться даже в зависимости от сезона и погоды.

В человеческих глазах есть фоторецепторы, которые не имеют ничего общего со зрением, но связаны с циркадной системой контроля секреции различных типов гормонов, отвечающих за функционирование организма. Биодинамическое освещение предназначено для создания подходящего светового климата для человека. Он состоит из света со спектральным составом и силой света, которые меняются со временем, чтобы положительно влиять на циркадные ритмы организма.

Есть несколько способов реализации такой системы, начиная от автоматизированного мониторинга реальной освещенности за окном, таймерных программ, и заканчивая настраиваемой вручную системой в зависимости от текущих потребностей пребывающих в помещении людей.

Система биодинамического освещения

Благодаря системам биодинамического освещения, сотрудники офисов, например, могут получать комфортный свет в любое время суток. Поскольку спектр освещения ламп (светодиодов) меняется автоматизировано, людям, находящимся в помещении, значительно проще работать в таких условиях. Их глаза не будут уставать, так как свет вокруг будет максимально приближен к естественному, словно работаешь на природе, находясь в любом помещении.

Несмотря на то, что изначально биодинамические светильники разрабатывались специально для административных, коммерческих и производственных предприятий, сегодня их без проблем можно эксплуатировать и в быту.

Биодинамический светильник для домашнего использования

Но в реальности любой способ имитации солнечного света обладает собственными недостатками, которые со временем все равно станут явными по сравнению с реальной динамикой солнечного света. Так или иначе, очевидно, сегодня мы как никогда стремимся вернуться к комфорту, связанному с первозданной природой, который в искусственных условиях трудно достижим и противоречив.

Рабочие технологии биодинамического освещения

Технология HCL (Human Centric Lighting) — это современная концепция освещения зданий, в которой освещением можно управлять по беспроводной сети, регулируя цветовую температуру и световой поток осветительных приборов. К сожалению, из-за высоких эксплуатационных и производственных затрат технология пока не получила широкого распространения.

OSRAM демонстрирует решение для автоматического динамического дневного света в офисе совета директоров в Мюнхене, которое отвечает требованиям Human Centric Lighting:

Биодинамическое освещение используется в отделении интенсивной терапии университетской клиники Хаэн с помощью светильников NormaLit Nassel Avant от Normagrup.

В этом проекте полностью используются светильники последней серии NormaLit Nassel Avant со специальной оптикой с возможностью изменения интенсивности света и температуры цветности в диапазоне от 0 до 100% и от 2700 до 6500 K при индексе цветопередачи Ra > 90.

В сочетании с системой управления NormaLink, которая автоматически регулирует интенсивность цветности и температуру в соответствии с предварительно запрограммированными кривыми в зависимости от времени суток и параметров дневного света, освещенности помещений подсознательно положительно влияет на пациентов.

Автоматическое освещение каждой кровати можно настроить индивидуально в соответствии с потребностями и состоянием конкретного пациента.

Комната интенсивной терапии, светильники NormaLit Nassel Avant, графические панели с подсветкой и модульная система NormaClinic:

Светильники NormaLit Nassel Avant

Дискуссия «Human Centric Lighting: что это и как работает?»:

Примеры использования биодинамического освещения в бытовом освещении

Светодиодный светильник Dyson Lightcycle Morph™ трансформируется и интеллектуально настраивается в течение дня, адаптируясь к вашему образу жизни, работы, учебы и отдыха:

Используя алгоритм отслеживания дневного света от Dyson и по три светодиода теплого и холодного света, светильник Dyson Lightcycle Morph™ постоянно регулирует цветовую температуру и яркость в зависимости от интенсивности дневного света, обеспечивая правильное освещение в зависимости от времени дня и местоположения пользователя.

PD4-M-HCL — датчик присутствия DALI с функцией настраиваемого белого цвета для освещения, ориентированного на человека (HCL) компании BEG Brück Electronic GmbH. Датчик может управлять цветом света в комнате, если подключены светильники DALI с функцией «Настраиваемый белый цвет»:

Чтобы самостотятельно создать нужную атмосферу в комнате, можно также купить лампы с регулируемым цветом света, так называемые Smart-лампы.

Цветные лампы (Philips HUE, WarmGlow)

Ассортимент ламп Philips HUE и некоторые другие типы похожих на них по принципу действия ламп имеют выбор до 16 миллионов цветов. Они могут выполнять как практическую, так и декоративную функцию.

Адресные светодиоды и светодиодные ленты — как устроены и работают, подключение и управление
Проблема перегрева осветительных светодиодов и пути ее решения
Уличное освещение c применением светильников на солнечных батареях

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Освещение дома

Подпишитесь на наш канал в Telegram и узнавайте первыми о последних трендах, советах по освещению и технологиях, которые сделают ваш дом более комфортным и стильным: Современное освещение

Поделитесь этой статьей с друзьями: