Világítástechnika a környezettudatosság tükrében. Dodog Zoltán Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar

Átírás

1 Világítástechnika a környezettudatosság tükrében 2015 Dodog Zoltán Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar

2 A világítástechnika és a környezet A világítás környezetterhelése ENERGIAFELHASZNÁLÁS FÉNYSZENNYEZÉS KÖRNYEZETI TERHELÉS Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 2

3 A fénytechnika alapjai Alapfogalmak és összefüggések Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 3

4 Az optikai színkép felosztása Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 4

5 Fényáram 780 nm dφ Φ=K m e ( λ) V ( λ)dλ dλ 380 nm dφ e (λ) dλ V( ) a sugárzott teljesítmény spektrális eloszlása a fotopos látásra vonatkozó láthatósági tényező K m a fotopos látásra 683 lm/w Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 5

6 Jellemző fényáram értékek Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 6

7 Fényhasznosítás Φ [ = lm ] W P Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 7

8 Fényerősség I= dφ kandela [cd] d Ω [ lm sr ] = d d Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 8

9 Megvilágítás E= dφ da [ lm m 2] = lux [lx] Ha ismert egy fényforrás adott irányú I fényerőssége, akkor a tőle d távolságban lévő pontszerű felület megvilágítása: Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 9

10 Megvilágítás Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 10

11 Fénytechnikai mennyiségek összevetése Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 11

12 Fénytechnikai mennyiségek összevetése Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 12

13 Fény útja eltérő közegek határán Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 13

14 Világítástechnikai jellemzők összefoglalása Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 14

15 A mesterséges világítás környezetterhelése ENERGIAFELHASZNÁLÁS Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 15

16 Energiafelhasználás Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 16

17 Energiafelhasználás Magyarországon Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 17

18 Villamos áramtermelés Magyarországon Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 18

19 Mesterséges fényforrások: izzólámpa Hagyományos izzólámpa Elektromos áram hatására a volfram szál felizzik óra élettartam W teljesítmény - T = K (meleg) - Ra = 100% (kitűnő) - Hatásfok: 3-5% Vákuum, később nemesgáz töltet Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 19

20 Mesterséges fényforrások: fénycső Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 20

21 Mesterséges fényforrások: fémhalogén lámpa 1. fej 2. külső bura 3. állvány 4. kisülőcső 5. árambevezető 6. gyújtóellenállás 7. bimetál 8. áramvezetők 9. tartóbilincsek 10. árnyékoló üvegcső 11. bárium getter 12. kitámasztó gyűrű Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 21

22 Mesterséges fényforrások: LED fényforrások Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 22

23 LED fényforrások fejlődése Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 23

24 Fényforrás kiválasztásának szempontjai Fényerő (egységteljesítmény; lumen-érték) Energiahatékonyság (fényhasznosítás) Élettartam Színhőmérséklet Színvisszaadás Kapcsolási ciklusok (számuk a várható meghibásodásig, bemelegedési idő) Fényerő szabályozhatósága Környezeti hőmérséklet Rendelkezésre álló hely Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 24

25 Látási feladat Látóélesség és kontrasztérzékenység OPTIMÁLIS MEGVILÁGÍTÁS NÉVLEGES MEGVILÁGÍTÁS SZÜKSÉGES MEGVILÁGÍTÁS Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 25

26 Mesterséges világítás méretezése Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 26

27 Világításmódok Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 27

28 Nappali menetjelző lámpa Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 28

29 A mesterséges világítás környezetterhelése FÉNYSZENNYEZÉS Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 29

30 Fényszennyezés Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 30

31 Fényszennyezés Mesterséges fényforrásból származó bármely fény, amely kijut arról a területről, amelyre szánták, különösen, ha a horizont síkja fölé irányul. (cseh levegőtisztasági törvény) az esti égbolt mesterséges fényforrásokkal történő fölösleges, energiapazarló és környezetkárosító megvilágítása. (wikipedia) Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 31

32 Fényszennyezés okozói Közvilágítás Díszvilágítás Fényárvilágítás Park- és kertvilágítás Reklámvilágítás Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 32

33 Fényszennyezés következményei Energiapazarlás Az éjszakai égbolt kifényesedése Növény- és állatvilág megzavarása Birtokháborítás zavaró fénnyel A közlekedésbiztonság veszélyeztetése Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 33

34 Energiapazarlás Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 34

35 Az éjszakai égbolt kifényesedése (forrás: NASA) Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 35

36 Állatvilág zavarása Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 36

37 Állatvilág zavarása Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 37

38 Birtokháborítás A zavaró fény a cirkadián ritmus megzavarásával felborítja az emberi alvás-ébrenlét ciklust Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 38

39 Bortle-skála Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 39

40 Bortle-skála Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 40

41 Közlekedésbiztonság káprázás korlátozása, megvilágítási szintek változásának tér és időbeli egyenletessége Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 41

42 Fényszennyezés mérséklése A világítás időbeli korlátozása A fény megfelelő irányítása Csak a szükséges megvilágítási szint alkalmazása Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 42

43 Szennyező közvilágítás (forrás: internet) Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 43

44 Szennyező kültéri világítás (forrás: Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 44

45 Egy jó példa (forrás: Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 45

46 A mesterséges világítás környezetterhelése KÖRNYEZETTERHELÉS Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 46

47 Izzólámpa életciklus elemzése Forrás: Life Cycle Assessment of Ultra-Efficient Lamps, Navigant Consulting Europe, Ltd Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 47

48 Fényforrások környezetterhelésének csoportosítása Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 48

49 Fénycső (T5) környezetterhelései forrás: Life Cycle Assessment of Ultra-Efficient Lamps, Navigant Consulting Europe, Ltd Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 49

50 Különböző fényforrások relatív környezetterhelései forrás: Life Cycle Assessment of Ultra-Efficient Lamps, Navigant Consulting Europe, Ltd Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 50

51 A mesterséges világítás környezetterhelése Az elhasználódott fénycsövek, kompakt fénycsövek, energiatakarékos kompakt fénycsövek, fémhalogén-lámpák veszélyes hulladékok mert a bennük található gáz/fémgőz elegy higany tartalmú, belélegzése mérgező Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 51

52 A mesterséges világítás környezetterhelése A világítótestek gyártói és forgalmazói az Európai Unió (EU) által meghatározott irányelvnek megfelelően augusztus 13-tól kötelesek visszagyűjteni, 80 százalékban (!) újrahasznosítani és ártalmatlanítani a használatból kivont elektromos és elektronikus berendezések hulladékait Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 52

53 Fénycső összetevők Fémek: sárgaréz, alumínium, wolfrám, higany, ólom, kadmium Üveg: általában szóda-mész üveg Fényporok: kloro-fluoro-foszfátok, ritkaföldfémek (lantán és ittrium oxidja vagy foszfátjai), bárium és alumínium-oxiddok. Nemesgázok: neon, argon, kripton, xenon Műanyagok Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 53

54 A mesterséges világítás környezetterhelése (forrás: Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 54

55 A mesterséges világítás környezetterhelése Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 55

56 Környezettudatos világítás Köszönöm a figyelmet! Dodog Zoltán - Szent István Egyetem, Gépészmérnöki Kar 56