Gondolatok a lépcsőház világításról
Tempora mutantur… Az idők változnak
2010/11. lapszám | Chiovini György | 7412 |
Figylem! Ez a cikk 15 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Igen, változnak az idők, ahogy a latin mondás tartja. A múlt egy szakaszát ipari forradalomnak nevezzük. Megkezdődött az emberiség energia-felhasználásának roppant mértékű növekedése. Ezt kezdetben a szén, majd a kőolaj, és legutóbb a földgáz kitermelése biztosította. De változnak az idők. Ma már nem növelni akarjuk az energia-felhasználást, hanem ellenkezőleg, csökkenteni. Nagyító alá vesszük eddigi gyakorlatunkat, keressük az energia hatékonyabb felhasználásának lehetőségeit. Igaz ez a villamosság gyakorlati alkalmazására is.
Világításra pedig ma villamos áramot használunk. Ha takarékoskodni akarunk, gazdaságosabb fényforrásokat kell használnunk. Az Európai Közösségek Bizottsága 2009-ben döntést hozott, hogy az energiatakarékosság jegyében a jövőben a hagyományos izzólámpák helyett jobb fényhasznosítású fényforrásokat kell használni. A 244/2009/EK rendelet három fényforrást nevez meg: halogénlámpák, kompakt fénycsövek és LED-fényforrások. A nagy fényforrás-gyártók ennek megfelelően mindhárom lehetőségre saját termékeiket ajánlják. Felvetődik a kérdés, hogyan válaszszunk? Induljunk ki abból, hogy nekünk tulajdonképpen nem fényforrásra, hanem világításra van szükségünk.
Aszerint lehet, illetve célszerű választani, hogy milyen világítási igényre keressük a megoldást. A számtalan változat közül foglalkozzunk most egy sajátos területtel, a lépcsőház-világítással. Közel áll ehhez a ritkán és rövid időre használt helyiségek világítása, a mozgásértékelővel működtetett lámpatestek. De ide sorolható minden olyan világítási igény, amelyikre többé-kevésbé ráillik, hogy szakaszos, rövidebb bekapcsolási és hosszabb kikapcsolási szakaszokból áll, mérsékelt megvilágítási szint és mérsékelt egyéb követelmény (pl. színvisszaadás) jellemzi. Azt a fényforrást érdemes választani, amelyik ezen feltételeknek kedvező ár (élettartam-költség) mellett megfelel.
Mit tudnak a fényforrások?
A fényforrások legfontosabb jellemzői a következők: szín, színhőmérséklet, színvisszaadási index, színkép, fényhasznosítás, felfutási idő, kisugárzási szög, élettartam.
 |
Fényhasznosítás
Mivel a 244/2009/EK rendelet elsősorban a világítás energiafogyasztásának csökkentésére irányul, vizsgáljuk meg a kérdést ebből a szempontból. Egy fényforrás energiahatékonyságát a fényhasznosítási értékével jellemezzük. A fényforrás fényáramának és az általa felvett villamos teljesítmény értékének hányadosát nevezzük fényhasznosításnak, melynek egysége a lm/W. A fényforrásokat energiaosztályokba soroljuk (1. ábra):
„A” energiaosztály: 50 lm/W-nál jobb
„B” energiaosztály: 20-50 lm/W
„C” energiaosztály: 15-20 lm/W
„D” energiaosztály: 13-15 lm/W
„E” energiaosztály: 11-13 lm/W
„F” energiaosztály: 9-11 lm/W
„G” energiaosztály: 9 lm/W-nál rosszabb.
 |
A rendelet csak a legjobb három – A, B, C – energiaosztályba tartozó fényforrás forgalomba hozatalát engedi. Kétségtelen, hogy egy izzólámpa a villamos energiát sokkal inkább hővé, mint fénnyé alakítja át. Ez egyszerűen működési elvéből – hőmérsékleti sugárzó – következik. A hagyományos izzólámpák messze vannak a 20 lm/W értékhatártól. A halogén izzólámpák közül már vannak ennek megfelelő típusok. Ha azonban részletekbe megyünk, kiderül, hogy a 20 lm/W értéket csak a nagyobb teljesítményűek érik el vagy haladják meg. Márpedig a vizsgált célterület, a lépcsőház-világítás nem igényel lámpatestenként, legfeljebb 500-600 lm fényáramot.
Ez vált be legtöbb helyen a lámpatestek száma és a szükséges megvilágítás tekintetében. Néhány tetszőlegesen kiválasztott, E27-es fejelésű halogén izzólámpa adatai láthatók az 1. táblázatban. A kompakt fénycsövek és a LED-fényforrások jó vagy nagyon jó fényhasznosítással rendelkeznek, energiatakarékosak. Felvetődhet azonban az az ellenvetés, hogy a lépcsőházi világításnál a működési idő kisebb, esetenként sokkal kisebb, mint az egyéb világításoknál. Tehát a villamosenergia-fogyasztás jelentősége sem akkora, mint például az irodavilágításnál, az üzemcsarnokok világításánál stb. Néhány tetszőlegesen kiválasztott, E27-es fejelésű kompakt fénycső adatai a 2. táblázatban, míg néhány tetszőlegesen kiválasztott, E27-es fejelésű LED-fényforrás adatai a 3. táblázatban láthatók.
Felfutási idő
A felfutási idő a bekapcsolástól az állandósult fényáram 95%-ának eléréséig eltelt idő. Az izzólámpák izzószála roppant kis tömegű. Bekapcsoláskor az áram ezt a kis tömeget rendkívül gyorsan felmelegíti az üzemi hőmérsékletre (2. ábra). Ez azt is jelenti, hogy a fényáram is nagyon gyorsan eléri a névleges értéket. A felfutási idő a másodperc törtrésze. Más a helyzet a kisülő lámpákkal. A fénycsövek – működési elvükből adódóan – viszonylag lassan érik el fényáramuk maximumát. A fény azáltal keletkezik, hogy a lámpabura belső felére felvitt fényport ultraibolya sugárzás éri.
Ennek forrása a burát kitöltő kisnyomású higanygőzben létesített ívkisülés. Ahhoz, hogy az ívkisülés elérje az üzemi szintet, megfelelő gerjesztő energiát kell közölni. Ez pedig időt igénytrel. A kompakt fénycsövek felfutási ideje valamivel hosszabb, mint a két végén fejelt fénycsöveké, egyes típusoknál a teljes fénnyel való világításig néhány perc is eltelik. Kültéri üzemeltetésnél, hideg időben a folyamat még ennél is lassúbb. Nyilvánvaló, hogy egy lépcsőházban alkalmatlan az olyan fényforrás, amelyik akkor kezd el teljes fényárammal világítani, amikor az időzítés már ki is kapcsolja. Vannak viszont rövid felfutási idővel rendelkező termékek. Különleges elektronikával vagy elektróda nélküli kialakítással érhető el ez a kedvező tulajdonság. A nevesebb gyártók csúcstermékei 20 másodperc múlva már 60 százalékos fényárammal világítanak.
 |
Élettartam
A fényforrások élettartamának két szempontból is jelentősége van. Az élettartamtól függ, hogy milyen gyakran kell új fényforrásra költeni. Másrészt a magasban, nehezen hozzáférhető helyen lévő lámpatestben lévő fényforrás cseréje önmagában is nehézséget, többletköltséget okoz. Az első izzólámpák fejlesztőinek már a kezdetek kezdetén gondot okozott az izzószál élettartama. Először légüres térrel próbálkoztak, majd megjelentek a gáztöltésű burák. A hagyományos izzólámpák átlagos élettartama ma 1000 óra. Ennyi idő alatt a wolframszál elvékonyodik, törékennyé válik. Ha a burát nitrogén, argon vagy kripton helyett alkalmas halogéngázzal töltik meg, a halogénatomok hatására a wolframszál mintegy regenerálódik, elhasználódása lassul. A halogéntöltésű izzólámpák, halogénlámpák átlagos élettartama 2000 óra. Bár minden műszaki eszköz élettartama szempontjából kedvezőbb az egyenletes terhelés, és a ki-bekapcsolások kedvezőtlen hatásúak, az izzólámpák nem különösebben érzékenyek a szakaszos működtetésre. Így mondhatjuk, hogy a lépcsőház-világítás esetében is érvényes a 2000 órás érték. A kompakt fénycső élettartama alapvetően nagyobb, mint az izzólámpáké, gyártótól és típustól függően öt-tízszerese az izzólámpák élettartamának.
A tapasztalat azt mutatja, hogy sok múlik a fénypor és az elektronika minőségén (3. ábra). Ehhez azonban hozzá kell tenni egy nagyon lényeges körülményt: mindez akkor igaz, ha a be- és kikapcsolás között hosszú idő telik el. A gyártók az élettartamot úgy adják meg, hogy az 24 óránként max. 8 ki-bekapcsolásra vonatkozik (165 perc működés, 15 perc szünet). A „közönséges” kompakt fénycsövek élettartama jelentősen csökken a szakaszos működtetés miatt. Úgy is mondhatjuk, hogy ilyen helyre nem tanácsos bármilyen kompakt fénycsövet alkalmazni. A gyártók sikeres erőfeszítéseket tettek megfelelő típusok piacra dobására. Ha lépcsőházi világításra akarunk hosszú élettartamú kompakt fénycsövet alkalmazni, létezik, beszerezhető ilyen termék – a szokásosnál magasabb áron. Ezeknek a termékeknek az élettartama a gyakori ki-bekapcsolás mellett is 6000 – 20000 óra. A LED-fényforrásokat a gyártók még a kompakt fénycsöveknél is hosszabb élettartammal hirdetik: típustól függően 15 000-35 000 óra, 15-25 év. Ezek az értékek lépcsőház- világításnál már olyan hosszú időszakok, hogy az erkölcsi avulás is felvetődik. De, mint a kompakt fénycsöveknél, a LED-fényforrásoknál is ismert jelenség, hogy a gyártói adatok nem mindig igazolódnak vissza a gyakorlatban. Az kétségtelen, hogy a LED a hőmérsékleti sugárzókhoz hasonlóan jól tűri a szakaszos működtetést.
 |
Kapcsolási ciklus
A közönséges kompakt fénycsövek 3000-6000 kapcsolást viselnek el. Ha szakaszos működési módra keresünk kompakt fénycsövet, különleges termékek közül kell választanunk. Ezek jól viselik el a gyakori ki-, bekapcsolást. A fent hivatkozott kompakt fénycsövekre több százezer kapcsolást vagy még többet adnak meg a gyártók. Sok esetben befolyásoló tényező egy fényforrás színhőmérséklete, színvisszaadási jellemzője. A lépcsőház-világításnál ezek nem meghatározó szempontok. Szubjektív összefoglalás Európai uniós előírás nyomán eltűnnek a kereskedelemből azok az izzólámpák, melyeket ma még a lépcsőházakban használunk. Ugyan a vonatkozó rendelet azt is előírja, hogy helyettük milyen fényforrások közül választhatunk, de a választás nem egyszerű. Pontosabban egyszerű, ha maradunk az izzólámpánál, a halogén izzólámpánál. Jóllehet a pótlásra kiszemelt termékek nem érik el a „C” energiaosztályt, de valószínűleg beszerezhetők és alkalmazhatók lesznek. Élettartamban és villamosenergia-fogyasztásban azért nyerni fogunk.
Ez utóbbi nem lebecsülendő, ámbár egy lépcsőházi izzó éves fogyasztása nem éri el a legtöbb, máshol használt fényforrás fogyasztását a kevesebb üzemóra miatt. Ha LED-fényforrást választunk, jó esetben el is felejthetjük a cseréjét. A pótlását viszont nem biztos. Ha ugyanis egy szem- füles, nem túl gátlásos személy hazaviszi, akkor vehetünk helyette egy másikat. (De remélhetőleg addigra már olcsóbb áron.) Látva a viharos fejlődést, bizonyára egykor a lépcsőházakban is természetes lesz a LED-fényforrás, de nem az izzólámpák számára készített lámpatestekben, az E27-es foglalatba becsavarva. Szemben a LED-fényforrásokkal, melyek úgy jobbak az izzólámpáknál, hogy azok jó tulajdonságait is megőrizték, a kompakt fénycsöveknek előnyei és hátrányai is vannak.
Éppen abban gyengék, ami a lépcsőházi alkalmazásnál szempont. Egy közönsé-ges kompakt fénycső fényárama túl lassan növekszik, és élettartamát megrövidíti a sok ki-bekapcsolás. De jó hír, hogy léteznek erre az alkalmazási területre is kifogástalanul megfelelő típusok. Aki ezek iránt érdeklődik, az végezzen egy gyors gazdasági számítást, és eldöntheti: halogén izzólámpa, LED vagy kompakt fénycső az optimális. Vállalkozó kedvűek számára van egy további lehetőség. Gyártanak hibrid lámpát. Ebbe beépítettek egy kompakt fénycsövet és egy halogén izzót (4. ábra). Ha rákapcsoljuk a feszültséget, a halogén izzó késedelem nélkül teljes fényárammal világítani kezd. Amint a fénycső felfutási ideje letelt, a lámpa vált, és az izzó kikapcsol.
