INGINERIA ILUMINATULUI Lighting Engineering

Vol. 5, No. 11 – Summer, June 2003

3 Editorial – Lighting trends Florin POP 5 Lighting & Energy savings. Some research fields at Fisica Tecnica Department “La Sapienza” Franco GUGLIERMETTI, Fabio BISEGNA 23 Study of transient regime of the fluorescent lamp mountings using magnetic starter Dan IOACHIM, Mircea V. NEMESCU, Dorin D. LUCACHE 29 Mesopic lighting conditions and pedestrian visibility Jaakko Ketomäki, Marjukka ELOHOLMA, Pasi ORREVETELÄINEN, Liisa HALONEN 41 Control of the lost light energy at houses Banu MANAV

Conferences and symposiums 51 The 2nd International Lighting Conference ILUMINAT 2003, Cluj-Napoca, May 8-9, 2003 (Romanian) Florin POP

Information 57 Innovative office building - lighting, productivity and energy (Romanian) Jorma LEHTOVAARA, Viorel L. GLIGOR, Liisa HALONEN 63 LED technology in Romania, LED – energy efficient lighting of the future (Romanian) Stelian MATEI 69 Lighting Engineering Center – LEC – UTC-N (Romanian) Florin POP 71 Lighting in the New World –New directions in lighting efficiency Cristian ŞUVĂGĂU INGINERIA ILUMINATULUI

Anul V, Numărul 11 (Summer) - 2003

Editorial - Tendinţe în iluminat 3 Florin POP

Articole de cercetare

Lighting & Energy savings. Some research fields at Fisica Tecnica Department, 5 “La Sapienza” Franco GUGLIERMETTI, Fabio BISEGNA

Study of transient regime of the fluorescent lamp mountings using magnetic starter 23 Dan IOACHIM, Mircea V. NEMESCU, Dorin D. LUCACHE

Mesopic lighting conditions and pedestrian visibility 29 Jaakko KETOMÄKI, Marjukka ELOHOLMA, Pasi ORREVETELÄINEN, Liisa HALONEN

Control of the lost light energy at houses 41 Banu MANAV

Conferinţe şi Simpozioane

ILUMINAT 2003 A II-a Conferinţă internaţională de iluminat Cluj-Napoca, 8-9 mai 2003 51 Florin POP

Informaţii

Clădire inovativă de birouri, iluminat, productivitate şi energie 57 Jorma LEHTOVAARA, Viorel L. GLIGOR, Liisa HALONEN

Impactul tehnologiei LED precum şi implementarea acestei tehnologii în România. 63 LED - lumina eficientă energetic a viitorului Stelian MATEI

Centrul de Ingineria Iluminatului – UTC-N, Lighting Engineering Center – LEC 69 Florin POP

Lighting in the New World. New directions in lighting energy efficiency 71 Cristian SUVAGAU

TENDIN ŢE ÎN ILUMINAT

surse de lumin colorate pentru iluminatul ă arhitectural a condus la apari ţia unei noi serii de l mpi cu halogenuri metalice în versiuni ă albastru, verde, violet, portocaliu. L ămpile LED cuceresc pia a prin eficacitatea mereu ţ crescând ă (30 lm/W pentru Luxeon V - Lumiled 5W de culoare alb i dublu pentru cel ă ş de culoare ro şu) şi durata de via ţă de pân ă la Dr. Florin POP, Profesor 50.000 – 80.000 ore. Sunt utilizate în cele mai diverse aplica ţii – semaforizarea intersec ţiilor şi Care sunt tendin ţele actuale în iluminat? semnaliz ări rutiere, tuburi luminoase pentru Iat ă o întrebare simpl ă, cu un r ăspuns dificil de iluminatul decorativ de lungimi mari, dat. Dificil, în primul rând, prin aria de iluminatul s ălilor de spectacole (la Teatrul aplicare, cu diferen ţe sensibile între diferite Apollo, Londra, s-au înlocuit 3500 l ămpi cu zonele geografice. Pentru Lumea Nou ă incandescen ţă cu 83.000 LEDuri, rezultând o (America de Nord) r ăspunsul îl g ăsim în sc ădere a costurilor de exploatare de 22 ori) prezent ările D-lui Cristian ŞUV ĂGĂU din Aparate de iluminat. Extinderea utiliz ării ultimele numere ale revistei. Pentru Uniunea lămpilor fluorescente tubulare T5 (Ø16 mm) a European ă, r ăspunsul este dat de proiectele de determinat crearea unor noi aparate de luminat cercetare ştiin ţific ă ale Programului Cadru 5 cu distribu ţie direct ă-indirect ă a fluxului încheiat în toamna lui 2002 şi noul Program luminos, echipate cu panouri acrylice cu Cadru 6 desf ăş urat cu începere din 2003. structuri de microprisme (adev ărate ghiduri de Volumele de lucr ări ale Conferin ţelor unde) ce asigur ă o reflexie intern ă total ă a interna ţionale de iluminat, dintre care se disting luminii emise de lampa ascuns ă privirii directe. Lux Europa, Right Light şi CIE Quadrenial, Astfel, lumina este emis ă uniform de o dezv ăluie în totalitate direc ţiile de cercetare şi ‘suprafa ţă luminoas ă’, ceea ce conduce la dezvoltare în domeniul luminii şi iluminatului. ob ţinerea unei luminan ţe sc ăzute şi o libertate Iar site-urile Lighting.com, Philips.com, complet ă de pozi ţionare în înc ăperile pentru Osram.com şi atâtea altele ne prezint ă cele mai birouri. Printre realiz ările deosebite se disting noi realiz ări tehnologice. Zumtobel Orea şi Carpe Diem – Philips Lighting. Surse de lumin ă. Îmbun ătăţ iri tehnologice The Lighting Journal 2002/2003 Controlul iluminatului . DALI - the Digital aduse surselor de lumin ă vizeaz ă cre şterea Addressable Lighting Interface – este un eficacit ăţ ii luminoase, a duratei de via ţă , a protocol european care permite controlul lărgirii gamei existente de puteri, culori şi individual i monitorizarea sistemului de forme, a sc ăderii con ţinutului de mercur. L ămpi ş iluminat. Beneficiile sale poten iale sunt: costul CFL de mare putere (60W, 85W şi 120W) sunt ţ ini ial sc zut, circuite electrice simple, o mare disponibile la diferi ţi produc ători. L ămpi cu ţ ă flexibilitate oferit proiectantului de iluminat. sodiu ajung la eficacit ăţ i de 150 lm/W (SON-T ă PLUS) – peste 200 lm/W (MASTER SOX-E). Sisteme de iluminat . Printre cele mai interesante teme de studiu se remarc : noi ALTOR (R) T5 are cel mai sc ăzut con ţinut de ă solu ii de pu uri/conducte de lumin care s mercur din gama l ămpilor T5. L ămpi ţ ţ ă ă asigure p trunderea luminii naturale adânc în fluorescente tubulare ating durate de via ţă de ă interiorul cl dirilor sau în spa iile subterane, 30.000 ore (Prolume R T8). Cre şterea cererii de ă ţ

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 3 realizarea unor sisteme hibride tuburi de new range of coloured metal halide lamps on lumin ă/conducte de ventila ţie, noi tehnologii versions blue, green, magenta and orange. The pentru suprafe ţele vitrate (pelicule cu polimeri, LED lamps gain the market through their sticle laminate electro-cromice), optimizarea always-higher efficiency (30 lm/W for Luxeon uitliz ării iluminatului natural, realizarea unor V – Lumiled 5W white coloured, and double programe pentru analiza eficien ţei energetice a for the red coloured version) and the operating controlului iluminatului. life of up to 50,000 – 80,000 hours. They are used in the most diverse applications and in

many shapes and sizes – road traffic signals, LIGHTING TRENDS LED LightTubes for decorative applications,

spectacular lighting refurbishment (at the What are the current trends in lighting? This Apollo Victoria Theatre in London, nearly is a fairly simple question, with a difficult 83,000 LEDs replaced 3500 GLS lamps, the answer. Difficult, on the first hand, due to the running costs being reduces on 22 times) application area, with sensible differences Luminaires. The extension use of the between the different geographic areas. For the fluorescent lamps T5 has determined the New World (North America) the answer is to creation of new luminaries with direct/indirect be found in the papers of Mr. Cristian light distribution. The light distribution system UV G U from the past issues of our journal. Ş Ă Ă comprises an acrylic panel with micro-prism For the European Union the answer is given by structure (Waweguide technology) and uses the the scientific research projects of the 5th Frame principle of total internal reflection of the light Program, closed in the autumn of 2002 and the emitted by the hidden lamp. Light is emitted new 6th Frame Program, active since 2003. The uniformly via a ‘luminous surface’. A low proceedings volumes of international lighting luminance and a balanced illumination without conferences, most important among them being glare or reflection on display screens allow Lux Europa, Right Light and CIE Quadrennial, complete flexibility for office layouts. provide a wide and exhaustive view of the Zumtobel Orea and Carpe Diem – Philips research and development directions in the Lighting are distinguished examples. field of light and lighting. And the web sites (The Lighting Journal, March/April 2002 and 2003) Lighting.com, Philips.com, Osram.com and Lighting control . DALI - the Digital many others show us the newest technological Addressable Lighting Interface – is a European- developments. developed protocol that allows individual Lighting sources . Technological improvements control and monitoring of lighting systems. brought to light sources aim to increasing the Among its potential benefits are: lower initial light efficiency and the operating life, to cost to the owner; simple wiring, and greater widening the current range of powers, colours flexibility to the lighting designer. and shapes, to decreasing the mercury contents. Lighting systems . Out of the most High power CFL lamps (60W, 85W and 120W) interesting topics of study we remark new are available from different producers. Sodium solutions for light shafts/light pipes which lamps reach efficiencies of 150 lm/W (SON-T should ensure the full access of natural light PLUS) – over 200 lm/W (MASTER SOX-E). deep inside buildings or in underground spaces, ALTOR (R) T5 has the lowest mercury contents development of hybrid system light pipe/ in the T5 lamps range. Fluorescent tubular passive ventilation stack, new technologies for lamps get to 30,000 hours operating life glazing surfaces (polymer films, laminated (Prolume R T8). The increased demand for electro-chromic glasses). exterior colour architectural lighting generated

4 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003

LIGHTING & ENERGY SAVINGS Some Research Fields at Fisica Tecnica Department, “La Sapienza”

Franco GUGLIERMETTI, Fabio BISEGNA University of Rome “La Sapienza”, Italy

Since many years, the Fisica Tecnica Department, and specifically its Environmental Group (FTEG), is involved in a broad program of research directed toward improving the health, comfort and energy efficiency of the indoor and outdoor environment. Light always represented a basic need for human beings; in the past, problems concerned only in obtaining acceptable values of first level parameters, such as illuminance levels, where necessary, indoor as far as outdoor, didn’t matter if reached with natural or artificial light. Nowadays, energetic crises and a continuous request for a higher quality of the indoor environment lead to thorough analyses of systems and strategies for a smart management of light, to achieve the always greater requests for environmental comfort with the best energy savings. FTEG integrates experimental, analytical and modelling competencies in the area of lighting, specifically in daylighting strategies and their luminous and thermal implications, in the analysis of innovative glazing materials, in the smart management of natural and artificial light, in investigations aimed to create a comfortable environment from a luminous and colorimetric viewpoint.

1. Introduction energy analysis, including building code and standards development and application; main Since many years, the Fisica Tecnica topics are: passive solar design, analysis of new Department, Faculty of Engineering, University glazing materials from an energy efficiency and of Rome “La Sapienza”, and specifically its environmental points of view, active control Environmental Group is involved in a broad and smart management of natural and artificial program of research directed toward improving light. Each topic is studied following both the health, comfort and energy efficiency of the numerical and experimental approaches. The indoor and outdoor environment. FTEG (Fisica final aim is to produce guidelines and Tecnica Environmental Group) integrates nomograms, tables and graphs, for helping the experimental, analytical and modelling designers at the different stages of the design competencies in the areas of lighting, acoustics, process, and user-friendly design tools, ventilation, indoor air quality (IAQ), thermal numerical algorithms and codes for simple and comfort, energy efficiency. Our work focuses advanced simulation programs. also on improving health and productivity of The FTEG is a very active group, with building occupants, and understanding human many presences in national and international exposures to environmental pollutants found in congresses and conferences, as far as in specific indoor and outdoor air. Here only the activities international scientific journals; content of directly connected to light and lighting will be some scientific work results is presented in a presented. brief bibliography concerning the last three FTEG is constituted by Prof. Franco years of activity (2001, 2002, 2003). Solar Gugliermetti, director of the Department, Prof. energy and control plays a leading role in these Luciano Santarpia, PhDs Fabio Bisegna and publications, as it is a particularly attractive Paola Gori, and PhD Students Gianluca Zori factor for each of the proposed themes, air and Amalia Gelfù. conditioning, daylighting, energy savings in FTEG lighting and energy program includes buildings, and it is a basic element to create a experiences in the areas of daylighting and comfortable environment in rooms and to artificial lighting components, and of energy minimize energy consumption. efficiency in buildings, through an integrated

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 5 2. Daylight in underground open spaces multilevel underground areas have been moreover presented. What it has been In the urban context of large cities is even more demonstrated is that the main parameter frequent to occupy underground spaces for influencing DFs is the depth width; the sky several different purposes, such as car parks, component of illuminance is prevalent in subway stations, underground lanes, respect to the effect of reflection in the zones commercial centers, being strongly reduced the near the shaft. The proposed method for sizing availability of space at the street plane. Those shafts is based on illuminance and on the spaces generally require enough natural required annual duration of external natural illuminance (and ventilation) to guarantee both light, while glare, illuminance dis-uniformity an appreciable environment and to reduce and distributions have not been directly taken electric consumption of the artificial lighting into account and are still to be studied, as they system. The amount of the required daylight is depend on human activities. strictly connected to the usage of the considered spaces. Recommended Daylight 3. A proposal for an adimensional model of Factors, DFs, can be potentially reached for the visual environment most time of the year as the outside daylight is abundant and can be more than 10.000 lx for at Advanced and simplified energy analysis least 3000 h/year for many European countries. programs can be advantageously used at different Some efforts have been made to assess and stages of the building design process to reach a improve the performance of light ducts, wells good optimization, coordination and choice and shafts, which are commonly used to among the available light control systems and guarantee acceptable levels of natural light all strategies. Complex simulations are often not over the underground spaces. These studies use appropriate to outline basic daylighting different approaches mainly based on computer strategies in a first approach and to solve simulations and scale models: software simple, frequently occurring problems. At the packages help designers allowing an accurate same time, it can be useful to simplify lighting analysis in terms of data and variables, physical evaluations at maximum to reduce on one hand models, combined with experimental measures, the running time of complex advanced give an in–depth qualitative and quantitative programs, and on the other to have simple tools study of a “similar” situations, different to use in the first phases of design. The request however from reality. for a quick performance evaluation, for a Several aspects of the problem have been buoyancy and simplicity in data input, for a studied: sizing of continuous shafts by scale possibility to change easily control strategies models of multi-level open underground and meteorological data is always greater; spaces, energy savings and natural ventilation although in fact modeling processes have been related to continuous light shafts by an simplified over the last years, these tools still integration between scale model measurements require detailed modeling, high computational and numerical simulations, validity of results power and a thorough knowledge of the by comparisons between scale model results programs, still being so far rather time under real overcast sky and computer consuming and not cost-efficient. One of the simulations, and then with real underground most time consuming task and difficulty for spaces [1, 2, 3, 4, 5]. Figure 1, in which X/W is these advanced methods able to evaluate the the adimensional factor linked to the length of integration of luminous and thermal aspects in the external opening, and H/W represent here the overall building energy analysis is the the Shaft Index, that is the ratio between the calculation of internal natural lighting levels reflecting wall area and the external free when a dynamic scenario is considered; the opening area of the shaft, presents an example most adopted solution by advanced packages is of the latter kind of comparison. Some to pre-process the illuminance data before experimental charts to calculate local DFs for entering the thermal calculations.

6 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 The aim of this research is to develop a 4. Assessing the dynamics of illuminance in simple numerical approach to study the the indoor environment with external dynamics of indoor natural illuminance by shading devices adimensional parameters that can characterize the geometric aspects of the window and Designers’ challenge is not only to realize indoor spaces during the whole year, basing the energy efficient designs of building systems analysis on peculiar points of the room chosen and subsystems, but also to guarantee a high in function of the features of the light control level of indoor comfort. With the shift towards system; this approach can greatly simplify energy efficient design solutions, it has become dynamic illuminance calculations. important to consider the integrated The parameters K, that is window management of the visual and the thermal length/window height ratio, and S, window requirements taking into account the luminous surface/room surface ratio, are used to and thermal implications of daylighting characterize the geometrical aspects of strategies; the final aim should be to maximize windows and rooms. Correlations amongst the incoming of daylight, consequently several parameters have been developed minimizing the use of artificial light, at the following a numerical way; an experimental same time preventing occupants from glare. In confirm to all simulations results has been then this viewpoint, solar control should be a carried out with different kinds of sky on a 1:5 necessary factor to create a comfortable scale model, Figures 2 and 3. Analysis of environment in rooms and to minimize energy results points out that sun diffuse and direct consumption. External shading devices are irradiation illuminances produce easy low-cost and simple solutions for preventing predictable trends for different values of K and the undesirable heat coming through the S, once the trend on the whole year and day of windows in the overheated period and the glare a single case is known. The same happens caused by direct sunlight; moreover, they when considering the reflected component of protect openings against rain and provide a diffuse and direct sun irradiation. “sculptured skin” of buildings. At the same All the results belonging to other Ki time, anyway, they reduce the amount of parameters can be obtained by applying a daylight entering the rooms increasing the load simple formula of the type Ki=m K 1, where K1 due to the lighting system. So, the design of an is considered as the reference element. The optimal component is necessarily a trade-off final aim should be to produce guidelines and between visual and thermal comfort procedures for an optimised design method on requirements. one side, simplified calculation tools for The aim of this research is to develop illumination algorithms to use in advanced and simplified procedures to assess the visual simplified building energy analysis programs. environment, producing user-friendly methods Anyway, the purpose to integrate all the to simplify illuminance calculations on the possible variables obtaining a sufficiently darkest point of the horizontal working plane flexible calculation method seems to be for an office room, when an external shading satisfied yet, although the research is still under device is present. These can be considered as development [6, 7, 8]. work-tools in the first phases of design as well The complexity of the problem due also to as simplified calculation procedures for a quick the presence of parameters like latitude, assessment of the minimum indoor natural orientation and season, suggest to develop illuminance when external shadings and light future research following the numerical as well control systems are used, reducing at most the as the experimental way, in both cases of real running time or the number of necessary and artificial skies, from fully overcast to simulations of daylighting computational completely clear, to reach a higher universality programs as well as advanced packages for of the results. energy building analysis.

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 7 A simple formula based for a rapid whose change in transparency is due to evaluation of the total interior illuminance on ElectroChromic (EC) devices that can change the darkest point of the room due to the their optical properties in response to control contribution of two different components, parameters, can represent a way to improve respectively produced by the horizontal direct, both environmental quality and energy use through the ratio sunlit area/total window area, efficiency. Different double glazed window and the diffuse solar radiations, both expressed systems are commercially available in different by the Solar System Luminous Efficacies, has sizes up to about 2 m 2. Then the possibility to been proposed. The efficacy of the formula has integrate EC transparent materials in building been tested against simulations and windows, as a part of commercial light control experimental measurements on a 1:5 scale systems, appears nowadays very promising. model, resulting in a great reliability when On the other side, light control systems applied to both numerical and design capable of adjusting both electric and light applications, with errors in both cases output and the incoming daylight are comprised in the range 10%-18%, Figure 4 recognized as very important in non-residential [9, 10, 11, 12]. buildings, as artificial lighting is one of the The possibility of extending this research is major energy consumers and can influence greatly linked to the individuation of HVAC size and the total peak electrical adimensional parameters leading back to the demand. Control systems try to take advantage previously described analysis: a development of natural light to reach both good energy of new equations to use in integrated energy saving and acceptable environmental analysis as well as design guidelines should be conditions. Different types of management the natural consequence of this future strategies and equipment are used. Automatic investigation. control of mini-internal blinds to large exterior rolling louvered shutter systems are available 5. Innovative glazing materials and popular due to their adjustability and ability to reflect light: a photosensor signal Industries in these last years have developed closes or opens the blinds, when more or less and produced different types of transparent than enough daylighting is available. The logic materials and light control systems to improve for such automatic controls must be carefully the design and the operation of buildings to integrated with the logic for the electric light take full advantage of the energy saving controls to avoid unstable conditions in the potential coming from daylight. visual environment. Artificial lighting control Transparent spectrally selective coatings on system instead provides the required amount of glass or polymeric substrates are nowadays light when needed, minimizing electrical available. The possibility of producing energy consumption. Photoelectric control homogeneous thin film over large areas, with systems today operate with algorithms that can different spectral behavior, provides the low-e realize either a closed-loop integral or an open- can be competitive respect to new products for loop proportional control. By following many building applications. At the present state different approaches and strategies (daylight- of art the alternative candidates for low- following approach, daylight compensation transmittance windows are: silica aerogels, strategy, lumen maintenance strategy) electric Transparent Insulating Materials (TIM) and lights are dimmed or switched to correspond vacuum glazing, that offer the possibility of with the amount of necessary illuminance. having high thermal performance. The Studies carried on by FTEG aim to analyze, possibility to combine low-transmittance values through an integrated visual-thermal approach, with solar diffuse transmittance can also permit the space energy demand and the glare control and daylight applications in same environmental quality connected to the use of types of TIM and aerogels. Moreover, building advanced glazing materials, that seem to be envelopes realised with “dynamic” windows, more suitable and promising for building

8 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 applications when combined with adequate the day and consequently the “risk of light control systems. An appositely self- seclusion” for the occupants, assuring anyway developed advanced program for integrated no need for artificial light; while a more building energy analysis, IENUS (Integrated complex system presents a more peculiar trend, ENergy Use Simulation), has been developed due to its variable transmittance and to its and validated. IENUS is able to solve different ability to modulate daylight (Figure 5). There is problems linked to the selection of innovative so far a dual behaviour between energy materials, climatic data, active and passive light efficiency and environmental comfort aspects control systems and strategies. Two main that requires a deeper analysis, [13, 14, 15, 16]. aspects have been deepened: the energy This is what happens when considering first efficiency aspect, well developed but still in level parameters, that means fixing a minimum study, and the environmental problem, more illuminance values on the working plane and complex and still in the first phase of avoiding glare; colorimetric quantities in their development. spatial distribution represent instead an example of second-level parameter supporting 5.1 Environmental Aspects: Research, Results the usual Colour Rendering Index (CRI) and and Future Developments the Correlated Colour Temperature (CCT) of Smart management means not only to light sources; also this kind of parameters assure a suitable quantity of light but also to should be considered due to the rising demand maximize the income of natural light, for an increasingly comfortable environment improving visual environment quality and and the growing functional complexity of reducing artificial light electrical consumption; spaces. Anyway, the study of chromatic aspects to create a comfortable environment in rooms, should be developed not only with new glazing solar control is here too a basic factor. Only for materials, but also when the spaces are EC systems, the visual aspects linked to several provided with different types of lamps (Multi artificial and lighting control strategies applied Type Lamp System, MTLS) or with artificial to office buildings in Mediterranean climate lighting systems employed for integrating have been analyzed, with the purpose to daylight (Permanent Supplementary Artificial compare the efficiency of several systems to Light for Interiors, PSALI). An example of manage daylight and artificial light realizing a what happens when a MTLS (50 W HP sodium luminous comfortable environment by lamps/100 W halogen lamps) is used is maximizing the incoming of daylight, presented in Figure 6 for a machine shop: Two guaranteeing the fixed value of illuminance on cases have been considered: 1:1 ratio (40 the working plane, avoiding glare, and at the lamps) and 1:2 ratio (45 lamps, 15 Sodium/30 same time assuring the maximum of energy Halogen), both with wide beam spreads (more savings. The back of the room represents the than 40°) of luminous intensity distributions. most critical zone due to its smallest natural Results show that illuminance is always illuminance that influences local visual assured on the working plane (graphs at the top comfort; the position of the darkest point for of the Figure); mean CRI satisfies CIE natural illuminance changes during the year in Standard (graphs in the middle), but it is not function of latitude, window orientation and always assured an acceptable behaviour from glazing system; besides the same parameters colorimetric point of view, as evidenced by and the control system can alter its value. white regions (last two graphs) [17, 18]. Studies show that latitude, window Several ways of development are still orientation and system, daylight control required in this field: thorough analyses are strategy influence the yearly percentage of lux required on one side to characterise natural and distribution in the darkest point of the working artificial control systems and systems from an plane, and so the choice of the whole light environmental viewpoint, trying also to find control system. Moreover, a traditional window out environmental control parameters; on the system with a good solar and visual other side spatial chromatic aspects and visual transmittance and an on/off daylight control quality in an indoor environment should be strategy generally needs the continue presence deepened to improve occupants’ comfort: of curtain, causing a complete closing during characterising MTLS and creating guidelines,

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 9 matching new glazing materials, MTLS and 6. Meteorological days for HVAC system PSALI, optimising geometry and lamps, is still design to be done through numerical and experimental investigations. Choosing reference thermo-hygrometric outdoor conditions to evaluate thermal loads 5.2 Energy Efficiency Aspects: Research, and sizing HVAC plants is a very important Results and Future Developments technical decision in the development of The energy efficiency aspect considers HVAC design. In the design process, the overall and partial (heating, cooling and evaluation of thermal loads generally lighting) energy requirements of a typical influences both the initial and the operating office room in Mediterranean climate when costs of the HVAC system: an overestimation different strategies to control natural and causes in fact an oversizing of the system, that artificial light are used in combination with is an increase of the initial costs, characterized innovative glazing systems; specifically, on/off by the tendency to work in non-optimal strategy has been proposed for the internal efficiency conditions; an underestimation curtain control, on/off and linear strategies have instead will cause the opposite. Several been considered for the EC systems, while on/off, standards are available to choose design linear (dimming) strategies and occupants’ procedures that generally lead to Design interaction have been studied to characterize Reference Days, DRDs; anyway in commercial the behavior of the artificial lighting system. and office buildings designed with energy Studies evidenced the importance of both efficient criteria it seems really difficult to size optical properties of glazing systems and the HVAC systems with DRDs, as they hardly can adopted strategy of the lighting control system, foresee HVAC thermal peak-loads; this become as far as the negative influence of occupants’ a critic aspect when innovative transparent interaction. Specifically for EC systems, energy materials and artificial and natural light control efficiency optimal values of controlling systems are used. parameters have been evaluated to limit at A DRD is generally built up with the use of maximum energy consumption, while only a average thermal ranges and temperature proposal has been done for an environmental distributing factors, and presents no statistical based criteria to choose these values, Figure 7, correlations among its meteorological data; a [20, 21, 22, 23, 24]. DMD (Design Meteorological Day) instead is Still under study are the developments the alternative solution: it is a real existing concerning the integration between passive and historical day selected in a yearly set of data to active control systems that could lead to whom it’s possible to refer the maximum interesting results. The future of this part of the energy requirements basing on the value of a research consists in detailed optical parameter, the equivalent temperature, defined experimental measurements on single and as a combination among the most significant double sheet glazing with different coatings to outdoor parameters influencing the thermal define optimal glazing combinations to realize behaviour of buildings, temperature, saturation energy efficient multi-sheet glazing systems, on temperature and total solar radiation. A DMD one side, and in the possibility to create new can be selected on the base of an environmental possible daylighting control solutions combining criterion, with severe climatic conditions in new and old systems, such as overhangs and terms of maximum cooling loads, and EC systems. Experimental tests on all the consequently, this kind of selection will possible innovative glazing materials should be provide systems and plants operating with the done, from an optical and thermal viewpoint as maximum number of hours per year at part load well as by applying them on scale models and and thus with a low global energy efficiency, or real rooms to verify the possibility and the following an energy optimization criterion, efficacy of combination with several new choosing less severe climatic conditions, able control strategies. to assure smaller plants operating over longer

10 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 periods at maximum performance conditions, national and international contacts that allow thus increasing the overall energy efficiency of the researcher, or group of researchers, to the plant-building system [25, 26]. know, compare and cooperate with realities, The importance of DMD concept is based researchers of the same and of other countries. on the fact that it is a real day, in opposition to FTEG is a very active group involved in a the DRD that is a “deterministic” and broad program of research directed toward statistically developed day. Adopting such a improving the health, comfort and energy deterministic approach means to ignore the efficiency of the indoor and outdoor stochastic effect of climate, generally environment; it integrates experimental, impossible to forecast, and produce non- analytical and modelling competencies in the negligible errors in the evaluation of residential areas of lighting, acoustics, ventilation, indoor and commercial buildings. Solar irradiance has air quality, thermal comfort, energy efficiency. the most relevant influence on total yearly Here several researches at the stage of energy requirements in office buildings: data development in the field of light and lighting with the only deterministic component show have been presented, and many others there higher energy requirements in respect to the exist in this, i.e. the starting investigation on stochastic ones, and the difference increases the responsabilities of reflectance in the whereas the solar radiation is stronger; this evaluation of luminous night pollution, people effect is also dependent on the considered behavior and influence on the control strategies window. The effects of the climatic data, of artificial light and indoor shading devices, however, loose significance in winter, because development of innovative luminaires, internal heat gain due to artificial lighting environmental control of museums, specifically system is very important; so the influence of lighting and picture degradation, and in other external wall orientation is basically caused by research fields. daylighting factors [27, 28]. Progress passes through research, and it The presented approach is only an attempt, through the efforts of many researchers all over as latitude, kind of Typical Year, criteria, the world: cooperation could represent a very greatly influence the problem; in particular, simple key to open the doors of a still more some strategies still have to be defined rapid growth towards a better, more suitable concerning the optimization in the evaluation of and sustainable world. the equivalent temperature and global and local risk levels, that are the basic environmental 8. References indicators for the selection of DMDs. 1 Gugliermetti F., Grignaffini S. (2001), Shafts for 7. Conclusions daylighting underground spaces: sizing guidelines , Int. J. of Lighting Research and Technology, N.3, 2001. 2 Gugliermetti F., Grignaffini S., Bisegna F. (2001), One of the most attracting aspects of Research Computer Simulations, Full and Scale Model is to present no limits: it does not exist an Measurements as Design Tools to Assess Daylight arrival point, once accepted the existence of a Factors in Underground Open Spaces , Proc. of CIE starting point. The freedom of the mind in International Lighting Congress, 12-14 September, Istanbul, Turkey facing up whatever combination of problems is 3 Gugliermetti F., Grignaffini S. (1999), Energy what gives to the researcher the strength to savings related with the natural and artificial light in accept every challenge and fight against each the underground car parking areas , Proc. of ISES kind of difficulty. The same necessity anyway Solar World Congress, Jerusalem, Israel. presents the accurate, correct and careful 4 Gugliermetti F., Grignaffini S. (1999), Shafts for natural light and ventilation in underground parking spreading of results and knowledge, at every areas Proc. of Urban Transport and the environment, level, from a scientific as well as popular point pp. 267-276, Rodi, Greece. of view. Knocking down the borders of 5 Gugliermetti F., Grignaffini S. (1999), Daylight in scientific communication is a basic step and it underground open spaces: computer and model th couldn’t set aside the development of a net of simulation , Proc. of CIE 24 Session, Warsaw, Poland.

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 11 6 Gugliermetti F., Bisegna F. (2002), Assessment of the Parameters , Healthy Buildings 2003, December, Visual Environment in Advanced Simulation Singapore. Packages for Building Energy Analisys , Eurosun 18 Gugliermetti F., Gori P., Bisegna F., (2003), Colore e 2002 International Congress, 23-26 June 2002, Qualita Ambientale: Una Metodologia d’Indagine , Bologna, Italy. Convegno Nazionale ATI, Padova/S. Martino di 7 Gugliermetti F., Bisegna F. (2003), A Way to the Castrozza, 8-12 Settembre 2003. Visual Environment Assessment for Advanced 19 Gugliermetti F., Bisegna F., (2003), Visual and Simulation Packages Devoted to Building Energy Energy Management of Electrochromic Windows in Analysis , 25 th CIE World Session, 26 June – 3 July Mediterranean Climate , Building and Environment, 2003, S. Diego, CA. vol. 38/3, pp. 67-80, Pergamon Press 8 Gugliermetti F., Bisegna F. (2003), Un Approccio 20 Gugliermetti F., Bisegna F., (2001), Natural and Semplificato per la Caratterizzazione Numerica artificial light control systems and strategies for dell’Ambiente Luminoso Interno , Convegno energy saving and environmental comfort in Nazionale ATI, Padova/S. Martino di Castrozza, 8-12 Mediterranean climate , Proc. of CIE International Settembre 2003 Lighting Congress, 12-14 September, Istanbul, Turkey 9 Gugliermetti F., Bisegna F. (2003), Assessing the 21 Gugliermetti F., Passerini G., Bisegna F., (2002), Dynamics of Indoor Natural Illuminance in Electrochromic Windows as a Chance to Improve Advanced Packages for Building Energy Analysis , Energy Saving in Office Buildings in Mild Climates , submitted to Building Simulation 2003 Int. Congress, Sustainable Building 2002 International Conference, 12-14 August, Eindhoven, The Netherlands. SB02, Oslo, Norway, 23 - 25 September 2002 10 Bisegna F., Aureli C., (2002), Shading Devices in 22 Gugliermetti F., Santarpia L., Bisegna F., (2001), Building Design , New and Renewable Energy Integrated energy use in office spaces , Proc. of 7 th Technologies for Sustainable Development Int. IBSA Conference, Building Simulation, 13-15 International Conference, Ponta Delgada, S. Miguel Agust, Rio de Janeiro, Brazil Island, Azores, Portugal, 24-26 June 2002 23 Gugliermetti F., Bisegna F., (2002), External 11 Aureli C., Bisegna F., (2002), Outdoor Shading shadings and glazing materials as passive systems to Devices Design in Mediterranean Climate , improve energy consumption and indoor comfort in LuxAmerica 2002 Pan-American Conference on office buildings , EPIC 2002 AIVC Conference, Lyon, Lighting, San Miguel de Tucuman, Argentina, 24-28 France, 23-26 October 2002. June 2002 24 Gugliermetti F., Bisegna F., (2002), Le Strategie di 12 Aureli C., Bisegna F., (2002), Calcoli Illuminotecnici Controllo della Luce Naturale per il Nuovo in presenza di Schermature Esterne nell’Analisi Millennio , Convegno Internazionale AIDI, Perugia, Energetica Computerizzata degli Edifici , Convegno 3-5 Dicembre 2002 Internazionale AIDI, Perugia, 3-5 Dicembre 2002 25 Gugliermetti F., Bisegna F., (2003), Meteorological 13 Gugliermetti F., Bisegna, F., (2003), Visual Days for HVAC System Design in Mediterranean Behaviour of Light System Controls Operating with Climate , to be published in the Journal Building and Electrochromic Windows , Submitted to Int.l J. Environment, Pergamon Press. Lighting, Research and Technology 26 Gugliermetti F., Bisegna F., Battista P., (2002), 14 Gugliermetti F., Bisegna F., (2002), Dynamic Utilizzo di Anni Tipo Meteorologici per la Windows in Buildings , New and Renewable Energy Progettazione di Impianti HVAC , Convegno Technologies for Sustainable Development Nazionale ATI, Pisa, 15 – 18 Settembre 2002 International Conference, Ponta Delgada, S. Miguel 27 Gugliermetti F., Passerini G., Bisegna F., (2003), Island, Azores, Portugal, 24-26 June 2002 Climate Models for the Assessment of Office 15 Gugliermetti F., Bisegna F., (2002), Natural and Buildings Energy Performance , submitted to the Artificial Light in Buildings with Dynamic Windows Journal Building and Environment, Pergamon Press. in Mediterranean Climate , LuxAmerica 2002 Pan- 28 Gugliermetti F., Passerini G., Bisegna F., (2002), American Conference on Lighting, San Miguel de Climate Models for Comfort and Energy Integrated Tucuman, Argentina, 24-28 June 2002. Analysis of Lighting and HVAC Systems in Office 16 Gugliermetti F., Bisegna F., (2001), Strategie di Buildings , Eurosun 2002 International Congress, 23- controllo della luce naturale ed artificiale per 26 June 2002, Bologna, Italy ambienti con finestre elettrocromiche , Convegno 29 Gugliermetti F., Grossi L., Bisegna F., (2001), AIDI, Perugia, 4-6 Dicembre 2001. Climate Stochastic Components in the assessment of 17 Gugliermetti F., Bisegna F., Gori P., (2003), Color Building Energy Performance , Proc. of Clima 2000, and Environmental Quality: Second Level World Congress – Napoli, 15-18 September 2001, Italy

12 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003

45

40

35 H/W=3 30 numerical simulation 25 scale model full scale

DF(%) 20

15

10

5

0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 X/W

Figure 1 Numerical simulation, scale model and full scale DFs versus X/W for H/W =3.00.

Figure 2 1:5 scale model.

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 13

2500

2000 Experimental measurements Simulation

1500 lux

1000

500

0 7.30 8.00 8.30 9.00 9.30 10.00 10.30 11.00 11.30 12.00 h

Figure 3 Experimental versus simulation results: hourly comparison, Rome, February, orientation South, room 5x7, window 3x2.

700

Dim: 1,6 600 Dim: 1,0 Dim: 0,4

500

400

300 Equation[lux]

200

100

0 0 100 200 300 400 500 600 700 Experimental Data [lux]

Figure 4 Formula versus Experimental Data results, South, June, r=0.2.

14 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003

2500

lxmin RM South 2000 Summer

1500

1000

500

0 1 13 1 13 1 13 1 13 1 13 1 13 1 13 h EC1 lin 3 dim EC1 on/off 3 dim EC4 lin 3 dim EC4 on/off 3 dim REF1 on/off 3 dim

Figure 5 Lux trend in the darkest point due to daylighting during a typical week in summer, Rome South.

Figure 6 Illuminance, CRI distribution, work performance with MTLS (ratio 1:1, left, 1:2, right).

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 15 0,56 Tep 0,54

0,52

0,5

0,48

0,46

0,44

0,42 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 I on/off Figure 7 Primary energy total requirements for EC, natural light on/off strategy, Rome.

Franco GUGLIERMETTI Professor, Director of the Department Fabio BISEGNA , Ph.D. Department of Fisica Tecnica University of Rome “La Sapienza” Via Eudossiana 18, 00184 Rome, Italy Phone: + 39. 6. 44585432 Fax: + 39. 6. 4880120 E-mail: [email protected] [email protected]

Franco Gugliermetti is full professor and chief of the Department of "Fisica Tecnica" at the University of Rome (Italy) "La Sapienza", where he graduated in 1972. He worked in different subject areas connected to the indoor air quality, to the acoustical and visual environment and to the elementary and applied aspects of the heat transfer. Prof. Gugliermetti is author of more than 100 papers published in international and national magazines. He has been the coordinator and member of many national and international research groups supported by CNR, MURST, IEA and Italian and European Universities.

Fabio Bisegna, MEng and PhD at the Fisica Tecnica Department, University of Rome "La Sapienza", Italy graduated in 2000 with the degree thesis “A theoretical study for the development of the integrated energy analysis of non- residential buildings in Mediterranean climate: the influence of innovative transparent materials”. He worked in several subject areas: environmental acoustics, energy savings and environmental quality in non-residential buildings, natural and artificial lighting. He is the author of more than 30 papers published in International and National Congresses and Journals.

Received 6 May 2003 Reviewers: Prof. Liisa HALONEN, Prof. Florin POP, Dr. Axel STOKMAR

16 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003

ILUMINAT & ECONOMISIREA ENERGIEI activitate (2001, 2002, 2003). Energia solar ă şi Câteva domenii de cercetare ale controlul joac ă un rol principal în aceste publica ţii, întrucât reprezint un factor de atrac ie pentru Departamentului Fizica Tehnic ă ă ţ “La Sapienza” fiecare din temele propuse, cum ar fi instala ţii de aer condi ţionat, iluminat natural, economisire de energie în cl diri i reprezint un element de baz 1. Introducere ă ş ă ă pentru crearea unui mediu confortabil în înc ăpere şi pentru reducerea consumului energetic. De mai mul ţi ani, Departamentul de Fizic ă Tehnic ă, Facultatea de Inginerie, Universitatea “La 2. Iluminatul natural în spa ii subterane deschise Sapienza” din Roma i, în special, Grupul pe ţ ş probleme de mediu (FTEG) sunt implica ţi într-un În mediul urban al ora elor mari sunt frecvent program vast de cercetare privind îmbun ătăţ irea ş sănătăţ ii, a confortului şi a eficien ţei energetice din întâlnite spa ţii subterane utilizate pentru mediul interior şi exterior. FTEG integreaz ă diferite scopuri, cum ar fi parc ări, sta ţii de competen ţele experimentale, analitice şi de metrou, coridoare subterane, centre comerciale, modelare în domenii privind iluminatul, acustica, fiind mult redus ă disponibilitatea spa ţiului la ventila ţia, calitatea aerului din spa ţiile interioare nivelul str ăzii. Aceste spa ţii necesit ă suficient ă (IAQ), confortul termic şi eficien ţa energetic ă. lumin ă natural ă ( şi ventila ţie) atât pentru a Activitatea noastr vizeaz , de asemenea, ă ă garanta un mediu agreabil cât şi pentru a reduce îmbun ătăţ irea s ănătăţ ii şi a productivit ăţ ii ocupan ţilor consumul electric al sistemului de iluminat înc perii i con tientizarea expunerii la factorii ă ş ş artificial. Cantitatea de lumin natural poluan i afla i în aerul din interior i exterior. În ă ă ţ ţ ş necesar depinde de destina ia spa iului aceast ă lucrare vor fi prezentate doar activit ăţ ile ă ţ ţ respective. Valori recomandate pentru Factorul legate în mod direct de lumin ă şi iluminat. FTEG este format din Prof. Franco de Lumin ă Natural ă - DF - pot fi realizate în GUGLIERMETTI, Director al Departamentului, cea mai mare parte a anului, întrucât lumina Prof. Luciano SANTARPIA, Dr. Fabio BISEGNA natural ă din exterior este suficient ă şi poate fi şi Dr. Paola GORI şi doctoranzii Gianluca ZORI şi mai mare decât 10.000 lx pentru cel pu ţin 3000 Amalia GELFU. ore/an pentru mai multe ţă ri din Europa. S-au Programul de energie şi iluminat al FTEG făcut unele eforturi pentru a evalua şi include experien ele din domeniile privind ţ îmbun ătăţ i performan ţele conductelor, tuburilor iluminatul natural şi artificial şi eficien ţa energetic ă i pu urilor de lumin utilizate în mod curent, în cl diri printr-o analiz energetic integrat , ce ş ţ ă ă ă ă ă pentru a garanta nivelurile acceptabile de include aplicarea i dezvoltarea standardelor i a ş ş lumin natural în interiorul spa iilor subterane. codului construc ţiilor. Principalele teme sunt ă ă ţ Aceste studii utilizeaz diferite abord ri bazate proiectul instala ţiei solare pasive, analiza ă ă materialelor de vitrare noi din punct de vedere al în principal pe simul ări pe calculator şi pe mediului şi eficien ţei energetice, controlul activ şi modele: pachetele cu software vin în sprijinul utilizarea eficient ă ale iluminatului natural şi proiectan ţilor, permi ţând o analiz ă precis ă a artificial. Fiecare tem ă este studiat ă urm ărind atât datelor şi variabilelor, modelele fizice abordarea numeric ă, cât şi cea experimental ă. combinate cu m ăsur ări experimentale ofer ă un Scopul final este elaborarea unor proceduri, tabele studiu detaliat cantitativ şi calitativ al situa ţiilor i grafice pentru sprijinirea proiectan ilor în diferite ş ţ similare, diferite totu şi de realitate. etape ale procesului de proiectare şi a unor Au fost studiate câteva aspecte ale instrumente de proiectare u or utilizabile, algoritmi ş problemei: dimensionarea pu urilor de lumin i coduri numerice pentru programe de simulare ţ ă ş prin modele la scar ale spa iilor deschise simple şi avansate. ă ţ FTEG este un grup foarte activ, cu multe subterane cu niveluri multiple, economisirea particip ări la congrese şi conferin ţe na ţionale şi energiei şi ventila ţia natural ă în conexiune cu interna ţionale şi articole publicate în reviste pu ţurile de lumin ă prin compararea m ăsur ărilor ştiin ţifice interna ţionale. Câteva din rezultatele pe model cu simul ărilor numerice, validarea activit ăţ ii ştiin ţifice sunt prezentate într-o rezultatelor prin compararea rezultatelor bibliografie sumar ă privind ultimii trei ani de ob ţinute pe modelul la scar ă în condi ţii reale de

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 17 cer noros şi a simul ărilor pe calculator cu cele lucru necesit ă înc ă o modelare detaliat ă, putere determinate în spa ţiile reale subterane [1, 2, 3, de calcul mare şi cuno ştiin ţe profunde ale 4, 5]. Figura 1, în care X/W este un factor programelor, fiind înc ă departe de a fi eficiente adimensional legat de lungimea deschiderii în cost şi consum de timp. Calculul nivelurilor externe şi H/W este Indicele Pu ţului care de lumin ă natural ă în interior când se consider ă reprezint ă raportul dintre aria peretelui un scenariu dinamic este una din sarcinile cele reflectant şi aria deschiderii libere a pu ţului, mai mari consumatoare de timp ale acestor prezint ă un exemplu al ultimului tip de programe avansate care sunt capabile s ă compara ţie prezentat mai sus. Totodat ă s-au evalueze integrarea aspectelor luminoase şi prezentat câteva diagrame experimentale de termice în analiza energetic ă global ă a cl ădirii. calcul al DF local pentru spa ţii subterane cu Solu ţia cea mai des utilizat ă este de a niveluri multiple. Ceea ce s-a demonstrat este preprocesa datele privind iluminarea înainte de că parametrul principal ce influen ţeaz ă DF este a introduce calculele termice. lăţ imea pu ţului, componenta ilumin ării dat ă de Scopul acestei cercet ări este de a dezvolta o cer este dominant ă fa ţă de componenta abordare numeric ă simpl ă pentru studiul reflexiv ă în zonele din apropierea pu ţului. aspectului dinamic al ilumin ării naturale în Metoda propus ă pentru dimensionarea pu ţului interior prin parametri adimensionali care s ă se bazeaz ă pe iluminare şi pe durata anual ă caracterizeze aspectele geometrice ale ferestrei necesar ă a luminii naturale exterioare, în timp şi spa ţiului interior pe durata întregului an, ce orbirea, neuniformitatea şi distribu ţia analizându-se punctele particulare ale înc ăperii, ilumin ării nu s-au luat în considerare în mod alese în func ţie de caracteristicile sistemului de direct şi sunt înc ă sub analiz ă, întrucât depind control al iluminatului. Aceast ă abordare poate de caracterul activit ăţ ii desf ăş urate. simplifica mult calculele ilumin ării dinamice. Parametrii K - raportul dintre lungimea şi 3. O propunere pentru un model adimensional în ălţimea ferestrei şi S - raportul dintre ariile al mediului vizual ferestrei şi înc ăperii sunt utiliza ţi pentru caracterizarea aspectelor geometrice ale În diferite etape ale procesului de proiectare a ferestrelor şi înc ăperilor. S-au dezvoltat diferite unei cl ădiri se pot utiliza în mod avantajos corel ări între câ ţiva parametric, dup ă un model programe de analiz ă energetic ă simplificate sau numeric. S-a ob ţinut o confirmare avansate, pentru a optimiza, coordona şi alege experimental ă a tuturor rezultatelor simul ărilor între diferitele strategii şi sisteme de control al în diferite condi ţii ale cerului pe un model la luminii disponibile. Deseori, simul ările scara 1:5 - Figurile 2 şi 3. Din analiza complexe nu sunt corespunz ătoare pentru a rezultatelor reiese c ă valorile ob ţinute pentru contura strategiile de baz ă privind iluminatul ilumin ările ob ţinute de la radia ţia solar ă direct ă natural într-o prim ă abordare şi pentru a sau difuz ă sunt u şor de evaluat pentru diferite rezolva u şor problemele ce apar frecvent. În valori ale parametrilor K şi S, o dat ă ce aceste acela şi timp, poate fi util s ă se simplifice la corela ţii s-au determinat pentru un singur caz, maximum evalu ările iluminatului pentru a atât pe parcursul unui an întreg cât şi în cursul reduce, pe de-o parte, durata de derulare a unei zile. Acela şi lucru se întâmpl ă când se programului de calcul avansat şi, pe de alt ă consider ă componenta reflectat ă a radia ţiei parte, pentru a avea instrumente simple de directe şi difuze a soarelui. utilizare în primele faze ale proiect ării. Se pot ob ţine toate rezultatele apar ţinând Cerin ţele pentru o evaluare rapid ă a altor parametri Ki prin aplicarea unei formule performan ţei, pentru o introducere u şoar ă a simple de tipul Ki=mK 1, unde K1 este datelor de intrare, pentru o posibilitate de considerat element de referin ţă . Scopul final îl schimbare u şoar ă a strategiilor de control şi a constituie elaborarea unor reguli şi proceduri datelor meteorologice sunt întotdeauna pentru o metod ă optimizat ă de proiectare şi importante. De şi procedurile de modelare s-au realizare a unor instrumente de calcul pentru simplificat în ultimii ani, aceste instrumente de algoritmi de iluminare utiliza ţi în programe de

18 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 analiz ă energetic ă în cl ădiri simple şi avansate. de elaborare a unor metode u şor utilizabile Cu toate acestea, scopul de a integra toate pentru simplificarea calculului ilumin ării în variabilele posibile pentru a ob ţine o metod ă de punctul cel mai întunecat al planului de lucru calcul suficient de flexibil ă pare s ă fie deja orizontal într-un birou, atunci când este instalat îndeplinit, de şi cercetarea este înc ă în derulare un dispozitiv exterior de umbrire. Acestea pot [6, 7, 8]. fi considerate ca instrumente de lucru în Complexitatea problemei ce se datoreaz ă primele faze ale proiect ării sau proceduri prezen ţei unor parametri cum ar fi latitudinea, simple de calcul pentru evaluarea rapid ă a orientarea şi anotimpul impune realizarea unor ilumin ării minime naturale din interior, atunci cercet ări viitoare numerice şi experimentale, când sunt utilizate dispozitive exterioare de pentru ambele tipuri de cer, real şi artificial, de umbrire şi sisteme de control al iluminatului, la complet înnorat la complet senin, pentru reducându-se astfel timpul de lucru sau ob ţinerea unor rezultate cu aplicabilitatea num ărul de simul ări necesare al programelor de universal ă. calcul al iluminatului natural, precum şi al programelor pentru analiza energetic ă în cl ădiri 4. Evaluarea dinamicii ilumin ării în spa ţiul avansate interior cu dispozitive exterioare de umbrire S-a propus o formul ă simpl ă bazat ă pe o evaluare rapid ă a ilumin ării totale în interior în Op ţiunea proiectan ţilor este de a realiza punctul cel mai întunecat al înc ăperii rezultat ă proiecte eficiente din punct de vedere energetic din contribu ţia a dou ă componente diferite, una ale sistemelor si subsistemelor cl ădirilor şi de a orizontal ă direct ă dat ă de raportul dintre garanta un nivel ridicat al confortului interior. suprafa ţa însorit ă şi suprafa ţa total ă a ferestrei Pentru alegerea solu ţiilor de proiecte eficiente şi, respectiv, radia ţiile solare difuze, ambele din punct de vedere energetic, este important s ă fiind exprimate prin Eficacitate Luminoas ă a se considere managementul integrat al Sistemului Solar. Eficacitatea formulei a fost cerin ţelor vizuale şi termice, ţinându-se cont de testat ă la simul ări şi m ăsur ări experimentale pe implica ţiile luminoase şi termice ale strategiilor un model la scara 1:5, dovedind încredere atât de iluminat natural. Scopul final îl reprezint ă la utilizarea ei în aplica ţii numerice cât şi în utilizarea la maxim a luminii naturale şi în proiectare, cu erori pentru ambele cazuri consecin ţă reducerea utiliz ării luminii cuprinse între 10-18% - Figura 4 [9, 10, 11, 12]. artificiale şi, în acela şi timp, prevenirea Posibilitatea de extindere a cercet ării este fenomenului de orbire. Din acest punct de legat ă de individualizarea parametrilor vedere, controlul radia ţiei solare este necesar adimensionali, ducând înapoi la analiza pentru crearea unui mediu confortabil în descris ă anterior: o dezvoltare de noi ecua ţii înc ăperi şi pentru minimizarea consumului de pentru a fi utilizate în analiza energetic ă energie. Dispozitivele de umbrire exterioare integrat ă, precum şi elaborarea unor proceduri sunt ieftine şi reprezint ă solu ţii simple pentru de proiectare ar fi consecin ţele naturale ale unei prevenirea p ătrunderii nedorite a c ăldurii prin investiga ţii viitoare. ferestre în perioade cu temperaturi ridicate şi a orbirii cauzate de lumina direct ă de la soare. 5. Materiale de vitrare inovatoare Totodat ă, ele protejeaz ă împotriva ploii şi asigur ă o “fa ţad ă sculptat ă” a cl ădirilor. În Industria ultimilor ani a dezvoltat şi produs acela şi timp, ele reduc cantitatea de lumin ă diverse tipuri de materiale transparente şi natural ă ce intr ă în înc ăpere, determinând sisteme de control al iluminatului pentru a mărirea puterii electrice datorat ă sistemului de îmbun ătăţ i designul şi exploatarea cl ădirilor iluminat. Astfel, proiectarea unei componente pentru a ob ţine un beneficiu maxim din optime este inevitabil un compromis între poten ţialul de economisire a energiei datorit ă cerin ţele de confort vizual şi termic. iluminatului natural. Scopul acestei cercet ări este de a dezvolta În prezent sunt disponibile acoperirile proceduri simple de evaluare a mediului vizual, transparente cu selec ţie spectral ă pe substraturi

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 19 de sticl ă sau polimerice. Posibilitatea de Principiile sistemelor de control automat producere a filmului omogen sub ţire pe trebuie integrate cu aten ţie în principiile de suprafe ţe mari, cu comportament spectral control al iluminatului electric, pentru a evita diferit, asigur ă produse de energie sc ăzut ă condi ţiile instabile în mediul luminos. Sistemul (“low-e”) competitive pentru numeroase de control al iluminatului artificial asigur ă aplica ţii. La nivelul tehnologic actual, cantitatea de lumin ă necesar ă atunci când este alternativele pentru ferestre cu transmitan ţă cazul, reducând consumul de energie electric ă. redus ă sunt: aerogeluri cu dioxid de siliciu, Sistemele de control fotoelectrice func ţioneaz ă materiale izolatoare transparente (TIM) şi în prezent cu algoritmi care pot realiza fie un vitrare cu vid, care ofer ă posibilitatea de a control integral cu bucl ă închis ă, fie ob ţine performan ţe termice ridicate. propor ţional cu bucl ă deschis ă. Aplicând Posibilitatea de a combina valori de diferite abord ări şi strategii (urm ărirea transmitan ţă reduse cu transmiterea difuz ă a iluminatului natural, strategia de compensare a luminii solare permit, de asemenea, controlul luminii naturale, strategia de men ţinere a str ălucirii şi aplica ţii de iluminat natural în fluxului luminos) iluminatul electric este acelea şi tipuri de TIM şi aerogeluri. În plus, diminuat sau întrerupt pentru a corespunde cu anvelopele cl ădirilor realizate cu ferestre necesarul de iluminare. “dinamice”, a c ăror transparen ţă se modific ă cu Studiile efectuate de FTEG urm ăresc s ă ajutorul dispozitivelor ElectroCromic (EC) care analizeze, printr-o abordare integrat ă vizual ă- îşi pot schimba propriet ăţ ile optice ca r ăspuns termic ă, necesarul energetic al spa ţiului şi la parametrii de control, pot reprezenta un mod calitatea mediului corelate cu utilizarea de îmbun ătăţ ire atât pentru calitatea mediului materialelor avansate de vitrare, care par mai cât şi pentru eficien ţa energetic ă. Diferite potrivite pentru aplica ţii în construc ţii atunci sisteme de ferestre cu vitrare dubl ă sunt când sunt combinate cu sisteme adecvate de disponibile în comer ţ la dimensiuni de pân ă la control al iluminatului. În acest scop a fost 2 2 m . Astfel, posibilitatea de a integra materiale dezvoltat şi validat un program avansat pentru transparente EC în ferestrele cl ădirilor, ca parte analiza energetic ă integrat ă a cl ădirilor, IENUS a sistemelor de control al iluminatului (Integrated EN ergy Use Simulation), capabil s ă comerciale, este în prezent foarte promi ţă toare. rezolve diverse probleme legate de alegerea Pe de alt ă parte, sistemele de control al materialelor inovatoare, date climaterice, iluminatului capabile s ă regleze atât parametrii sisteme şi strategii active şi pasive de control al electrici şi de iluminat, cât şi lumina natural ă, iluminatului. […] sunt recunoscute ca fiind foarte importante în cl ădirile non-reziden ţiale, deoarece iluminatul 5.1 Aspecte de mediu: cercetare, rezultate şi artificial este unul din consumatorii majori de dezvolt ări viitoare energie şi poate influen ţa dimensiunea sub- Managementul inteligent înseamn ă nu sistemului de climatizare (HVAC) şi vârful de numai asigurarea cantit ăţ ii necesare de lumin ă, consum electric. Sistemele de control urm ăresc ci şi un aport maxim de lumin ă natural ă, să beneficieze de avantajul luminii naturale îmbun ătăţ ind calitatea mediului vizual şi pentru a realiza atât economii de energie cât şi reducând consumul electric pentru iluminat condi ţii acceptabile de mediu. Sunt utilizate artificial; pentru a crea un mediu confortabil în diverse tipuri de strategii de management şi înc ăperi, controlul luminii solare este un factor echipamente. Diferite sisteme, de la controlul de baz ă. automat al mini-jaluzelelor interioare pân ă la Aspectele vizuale legate de diverse strategii jaluze exterioare rulante de mari dimensiuni, de control al iluminatului artificial, aplicate la sunt disponibile şi uzuale datorit ă posibilit ăţ i de cl ădiri de birouri în climat mediteraneean au ajustare a acestora şi capacit ăţ ii de reflectare a fost analizate numai pentru sisteme EC, cu luminii: un semnal de la un fotosenzor deschide scopul de a compara randamentul diverselor sau închide jaluzelele, în func ţie de lumina sisteme în administrarea luminii naturale şi a natural ă disponibil ă. luminii artificiale pentru a ob ţine un mediu

20 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 luminos confortabil prin aport maxim de de lucru; CRI mediu satisface standardul CIE, lumin ă natural ă, garantând valoarea constant ă dar nu este asigurat comportamentul de iluminare pe planul de lucru, evitând colorimetric acceptabil, fapt eviden ţiat prin str ălucirea, şi, în acela şi timp, asigurând maxim regiunile albe [17, 18]. de economii energetice. […] Studiile arat ă c ă Sunt necesare mai multe c ăi de dezvoltare latitudinea, orientarea şi sistemul ferestrelor, în acest domeniu: analize am ănun ţite, pe de o strategia de control al iluminatului natural parte, pentru a stabili caracteristicile sistemelor influen ţeaz ă procentul anual al ilumin ării în de control al luminii naturale şi artificiale şi, punctul cel mai întunecat al planului de lucru, respective, din punctul de vedere al mediului, şi, în consecin ţă , alegerea întregului sistem de încercând de asemenea determinarea control al iluminatului. În plus, un sistem parametrilor de control de mediu; pe de alt ă tradi ţional de ferestre având o transmitan ţă parte, aprofundarea aspectelor cromatice solar ă şi vizual ă bun ă şi o strategie de control spa ţiale şi a calit ăţ ii vizuale într-un mediu interior, al iluminatului natural de tip închis/deschis pentru a îmbun ătăţ i confortul ocupan ţilor. necesită în general prezen ţa continu ă a Investiga ţii numerice şi experimentale vor draperiei, determinând o închidere complet ă pe determina caracteristicile MTLS şi vor permite durata zilei şi, în consecin ţă , existând riscul de elaborarea unor recomand ări de proiectare “izolare” pentru ocupan ţi, f ăcând, în acela şi pentru corelarea materiale de vitrare noi cu timp, inutil iluminatul artificial. Iat ă de ce un sistemele MTLS şi PSALI, cu geometria sistem mai complex prezint ă o tendin ţă mai spa ţiului şi cu l ămpile potrivite. deosebit ă, datorit ă transmitan ţei variabile şi abilit ăţ ii de a modula lumina natural ă (Figura 5). 5.2 Aspecte privind eficien ţa energetic ă: Exist ă o comportare dual ă între aspectele cercetare, rezultate şi dezvolt ări viitoare randamentului energetic şi al confortului care Aspectul eficien ţei energetice ia în necesit ă o analiz ă mai aprofundat ă [13, 14, 15, 16]. considerare cerin ţele energetice în totalitate sau Aceasta se întâmpl ă când se consider ă par ţial (înc ălzire, r ăcire şi iluminat) pentru o parametrii de prim nivel, ceea ce înseamn ă înc ăpere de birou tipic ă în climat fixarea valorilor minime pentru iluminare pe mediteraneean, când sunt utilizate diferite planul de lucru şi evitarea str ălucirii; cantit ăţ ile strategii pentru controlul luminii naturale şi colorimetrice în distribu ţie spa ţial ă reprezint ă, artificiale în combina ţie cu sisteme inovative de în schimb, un exemplu de parametru de nivel iluminat. Strategia închis/deschis a fost propus ă secundar corelat cu Indicele de redare a culorii pentru controlul draperiei interioare, strategii (CRI) şi Temperatura corelat ă a culorii (CCT) închis/deschis şi liniare au fost luate în ale surselor de lumin ă; de asemenea parametrii considerare pentru sistemele EC şi strategii de acest tip trebuie lua ţi în considerare datorit ă închis/deschis, liniare (reducere) cu luarea în cre şterii cererii pentru un mediu confortabil şi considerare a interac ţiunii ocupan ţilor au fost cre şterii complexit ăţ ii func ţionale a spa ţiilor. studiate pentru a stabili caracteristicile de Oricum, studiul aspectelor cromatice trebuie comportament al sistemului de iluminat dezvoltat nu numai pentru materialele de artificial. vitrare noi, dar şi când spa ţiile sunt prev ăzute Studiile au eviden ţiat importan ţa atât a cu tipuri diferite de l ămpi (Sistem cu L ămpi de propriet ăţ ilor optice ale sistemelor de vitrare Tipuri Multiple, MTLS), sau cu sisteme de cât şi a strategiei pentru sistemul de control al iluminat artificial destinate integr ării luminii iluminatului, precum şi influen ţa negativ ă a naturale (Lumin ă Artificial ă Suplimentar ă interac ţiunii ocupan ţilor. Pentru sistemele EC Permanent ă pentru Interior, PSALI). Un au fost evaluate valorile optime de randament exemplu de situa ţie în care se utilizeaz ă un energetic pentru parametrii de control, pentru a MTLS (50 W l ămpi cu sodium de înalt ă reduce la minim consumul de energie, fiind presiune/100 W l ămpi cu halogen) este făcut ă o singur ă propunere de utilizare a prezentat în Figura 6 pentru un magazin: criteriilor de mediu pentru alegerea acestor iluminarea este asigurat ă permanent pe planul valori - Figura 7 [20, 21, 22, 23, 24].

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 21 Sunt înc ă în studiu dezvolt ările referitoare sistemelor şi sta ţiilor cu num ăr maxim de ore la integrarea sistemelor de control active şi pe an cu sarcin ă par ţial ă şi, deci, cu randament pasive, care ar putea conduce la rezultate energetic global sc ăzut, sau (b) urmând un interesante. […] Sunt necesare test ări criteriu de optimizare a energiei, alegând experimentale ale tuturor materialelor de condi ţii climatice mai pu ţin severe, capabil s ă vitrare inovatoare, din punct de vedere optic şi asigure sta ţii mai mici care s ă func ţioneze termic, precum şi prin aplicarea acestora pe perioade mai lungi de timp în condi ţii de modele la scar ă şi în camere reale pentru a performan ţă maxime, ob ţinându-se astfel o verifica posibilitatea şi eficien ţa combina ţiei cu cre ştere global ă a eficien ţei energetice a diverse strategii noi de control. sistemului de sta ţii ale cl ădirii [25, 26]. […] Efectele date de factorii climatici pierd 6. Zile meteorologice pentru proiectarea din semnifica ţie pe timp de iarn ă deoarece sistemului Înc ălzire-Ventilare-Climatizare (HVAC) câ ştigul de c ăldur ă intern ă datorat sistemului de iluminat artificial este foarte important; astfel, Alegerea condi ţiilor exterioare termo- influen ţa orient ării peretelui exterior este în hidrometrice de referin ţă pentru evaluarea principal cauzat ă de factorii de lumin ă natural ă sarcinii termice şi dimensionarea sta ţiilor [27, 28] [….] HVAC este o decizie tehnic ă foarte important ă în dezvoltarea proiectului HVAC. […] Sunt 7. Concluzii disponibile mai multe standarde pentru alegerea procedurilor de proiectare care în Unul dintre cele mai relevante aspecte ale cercet ării general conduc la Zilele de Referin ţă pentru este faptul c ă nu prezint ă limite: nu exist ă un punct de sosire, odat acceptat existen a unui punct de Proiectare (DRD); în cl ădirile comerciale şi de ă ă ţ birouri proiectate dup criterii de randament pornire. Libertatea min ţii în confruntarea cu orice ă combina ii de probleme este cea care confer energetic este destul de dificil dimensionarea ţ ă ă cercet torului puterea de a accepta fiecare sistemelor HVAC cu considerarea DRD, ă provocare şi de a lupta împotriva oric ărei dificult ăţ i. deoarece cu greu se pot prevedea sarcinile Aceea şi necesitate o reprezint ă diseminarea corect ă termice de vârf ale HVAC; acesta devine un şi precis ă a rezultatelor şi cuno ştin ţelor la orice aspect critic când se utilizeaz ă materiale nivel, fie el ştiin ţific sau public. Dep ăş irea limitelor transparente inovatoare şi sisteme de control al comunic ării ştiin ţifice este un pas important şi luminii naturale şi artificiale. trebuie subliniat ă importan ţa dezvolt ării unei re ţele O DRD este în general construit ă pe baza de contacte na ţionale şi interna ţionale ce permit intervalelor termice medii şi a factorilor de cercet ătorilor sau grupurilor de cercet ători s ă distribu ie a temperaturii i nu prezint cunoasc ă, compare şi coopereze cu cercet ători din ţ ş ă aceea i ar i din alte ri. corel ările statistice dintre datele meteorologice. ş ţ ă ş ţă […] Lucrarea prezint ă câteva cercet ări în O solu ţie alternativ ă poate fi Ziua diferite stadii de dezvoltare din domeniul luminii şi Metodologic ă de Proiectare (DMD - Design iluminatului, iar altele sunt prefigurate, ca de Methodological Day): este ziua istoric real ă ă exemplu demararea investiga ţiei privind selectat ă dintr-o serie de zile dintr-un an la responsabilitatea refectan ţei în evaluarea polu ării poate s ă se raporteze ceri ţele de energie luminoase nocturne, comportamentul uman şi maxime pe baza valorii unui parametru, influen ţa asupra strategiilor de control al temperatura echivalent ă, definit ă ca o iluminatului artificial şi dispozitive de umbrire combina ţie între cei mai semnificativi interioar ă, dezvoltarea aparatelor de iluminat parametri de exterior ce influen ţeaz ă inovatoare, controlul mediului ambient al muzeelor, în special degradarea picturilor provocat de comportamentul termic al c ădirilor, temperatura, ă temperatura de satura ie i radia ia solar total . iluminatul şi alte domenii de cercetare. ţ ş ţ ă ă Progresul trece prin cercetare i prin efortul O DMD poate fi selectat (a) pe baza unui ş ă multor cercet tori din întreaga lume: cooperarea criteriu de mediu în condi ii climatice severe, ă ţ reprezint ă o cheie foarte simpl ă de a deschide u şile temperaturi foarte sc zute i, în consecin , ă ş ţă cre şetrii mai rapide c ătre o lume mai bun ă, mai acest tip de selec ţie va asigura func ţionarea potrivit ă şi mai sus ţinut ă.

22 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003

STUDY OF TRANSIENT REGIME OF THE FLUORESCENT LAMP MOUNTINGS USING MAGNETIC STARTER

Dan IOACHIM, Mircea V. NEMESCU, Dorin D. LUCACHE “Gh. Asachi” Technical University of Iassy, Romania

The paper purpose is to model and interpret the transient regime of the fluorescent lamp mountings that use magnetic starters. These are a combination by two coils with different characteristics and their use lead to some advantages. The analysed transient regime can be described by a Duffing-type equation that is proper to the chaos and resonant jump phenomenon. With its help, the resonant curves and the flux jumps in the magnetic starter are highlighted. The simulation and experimental results are compared. The phenomenon that leads to a quick and sure ignition of the fluorescent lamp is pointed out.

1. Introduction is the instantaneous value of the supplying voltage. The fluorescent lamps fed with industrial The shape of the characteristic i( Ψ) is given frequency voltages uses, as supplementary in Figure 3 and could be approximate by a third circuit elements, inductive or capacitive ballast order polynomial and a classic bimetal starter. This kind of = Ψ + Ψ 3 starter presents various drawbacks as intense i m t n t (2) wear of the filaments during start-period, In this case, using the reference variables relative long time of lamp ignition, uncertain E and Ψ = ωE , with the notations ignition at low temperatures. m0 0 m0 = Ψ Ψ ℵ = Different solutions exist in order to x 0 and Em Em0 for the normalised eliminate these limitations. One of them is to flux and supplying-voltage amplitude, the use a magnetic starter, composed by saturating equation (1) becomes [3], [4], [5]: inductances with ferromagnetic core. Their operation is possible only in tandem connection with capacitive ballast [1]. The paper analyses Ls the conditions in that a resonant jump appears and leads to the lamp ignition. LF 2. Theoretical considerations Ln C

A mounting with fluorescent lamps, having the BC ignition based on magnetic starters, is showed in Figure 1. The magnetic starter consists in a Figure 1 Mounting with magnetic starter saturating nonlinear inductance Ls. The equivalent electric diagram is given in uL Figure 2. The Kirchhoff voltage equation could be written: Ψt C u dΨ 1 e C t + Ri + idt = e (1) dt C ∫ R

Ψ = Ψ + Ψ uR where t s n is the total magnetic flux of = (ω + ϕ) both windings Ls and Ln, and e Em sint Figure 2 Equivalent circuit

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 23 Ψ 9 2 6 3 2 4  2 2 2 2  2 i s Ψ β a − β(µ −1)a + (µ −1) + 4λ µ a − n 16 2   Ψ t ℵ2 − = 0 (9) ω4 0 The graph of the function ℵ = f (a) is Ψ called resonance curve. Having β as parameter and µ, λ and ω0 as constants, this is presented Figure 3 Magnetisation characteristics in Figure 4. If the supplying voltage is chosen so that d 2 x(t) dx (t) ℵ ≥ ℵ + 2α()1+ 3βx 2 + ω2 x 1( + βx 2 ) = 1 , then in the circuit it happens an 2 0 (3) dt dt increasing of the current through resonant jump = ℵcos( ωt + ϕ) (corresponding to the flux increasing from the point M to N). This current increasing causes where 2α = mR is called dumping coefficient, an intense heating of the filaments. Because of β = nΨ 2 / m the nonlinear coefficient and 0 the desaturation of the coil Ls, the operating ω = point jump in an opposite sense from S to T 0 m C the angular resonant frequency . The generalisation of the results is done by and at the lamp’s terminals an important neglecting the term 3 βx2 [5], [6] and leads to: overvoltage appears. This resonant jump phenomenon leads to a safe and quick ignition (4) d 2x(t) dx (t) of the lamp. + 2α + ω2x 1( + βx2 ) = ℵcos( ωt + ϕ) 2 0 After ignition, the lamp will be a short dt dt circuit for the nonlinear inductance and the The last equality is a Duffing equation-type magnetisation characteristic is that has no exact analytic solutions. In order to = Ψ solve it, the harmonic linearization method is i m n (10) applied. Supposing that the fundamental term β of the permanent-regime solution is: and, because in this case =0, (9) becomes 2 = ⋅ ω 2 ℵ x(t) a cos t (5) ()µ2 −1 + 4λ2µ 2 a 2 − = 0 (11)   ω4 then (4) becomes: 0 So, the stable operating point P will  ω2 − ω2 + 3 βω 2 3 +ℵ ϕ ω − ( 0 )a 0 a cos  cos t correspond to  4  (6) ℵ − 5.0 1 = 1 (µ 2 − )2 + λ2µ 2  − ()ωα +ℵ ϕ ω + βω 2 2 = A3 1 4 (11) 2 2 a sin sin t 0 a 0 ω2   4 0 that involves [2] ℵ 3 β β (ω2 − ω2 )a + βω 2 a 3 +ℵcos ϕ = 0 =0 =ct. 0 4 0 (7) 2ωα a + R sin γ = 0 ℵ M P N Removing ϕ between the equations (7) one 1 obtains:

2  3  ℵ2 ω2 − ω2 + βω 2 a 2 + 4ω2α 2 = (8)  0 0  2  4  a T S a µ = ω ω With new notations as 0 and A1 A3 A2 λ = α ω 0 , (8) can be transformed in: Figure 4 Magnetisation characteristics

24 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 Different values of β involve different total voltage on the serried coils Ls and Ln, UC values of a at which the resonant jump it represents the voltage drop across the capacitor happens (Figure 5). Considering the notations and ULn represents the voltage after lamp done for (3), a correlation between ℵ and β can ignition on the coil Ln. be deduced: At the resonance, the current jump from M in N is accompanied by a voltage jump, which nω2 E 2 βℵ2 = m (12) consist in an increasing from UL1 to UL2 . The m current in circuit keeps a capacitive character because of the used capacitive ballast, both This hyperbole expressed in Figure 5 must after jump (point N in Figure 6) and in normal be imposed as a superior limit for the operating regime (point P in Figure 6). normalised flux that corresponds to the resonance point. 3. Experimental results If the r.m.s. values for voltage and current are used, then the operating equation of the The experimental setup consists in a mounting circuit in Figure 2 is as the one in Figure 1 having a magnetic starter Ω = I + 2 − 2 2 with Ls=26.5 H and Rs=230 and a capacitive U L E R I (13) ωC ballast with Ln=1.4 H, Rn=28.4 Ω and C=3.75 µF. The measured magnetisation characteristics which admits the graphic representation were approximated using the functions showed in Figure 6. Here, U represents the L = Ψ + Ψ 3 i .0 069 t .0 133 t - before ignition = Ψ β > β > β i .0455 n - after ignition ℵ 0 1 2 A Levenberg-Marquardt algorithm found the function’s coefficients and the results are compared in Figure 7. In order to get the circuit behaviour, a ℵ1 simulating program in the Matlab-Simulink environment was performed. This program uses a fourth order Runge-Kutta algorithm to solve the Duffing equation. a The used simulation parameters are: -1 A1 R=R s+Rn=258 Ω, 2 α=17.83, ω0=135.7 rad.s , β -3 ℵ 5 Ψ Figure 5 Correlation between ℵ and β =0.573, Em0 =2.10 V, =10 , 0=0.638 Wb. The Figure 8 shows the simulation and

U 0.6 UC Ψt Imax 0.5 [A] UL UL2 N 0.4 UL1 M +E Ψn 0.3

ULn P 0.2 I 0 I I I 0.1 1 3 2 Ψ [Wb] . 0 0 0.32 0.64 0.96 1.28 1.6 -E Figure 7 Experimental (solid line) and fitting Figure 6 Operating characteristics in r.m.s. values (dashed line) magnetisation characteristics

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 25 e i e i

(a) (a)

e

i i e

(b) (b) Figure 8 Simulated (a) and experimental (b) Figure 9 Simulated (a) and experimental (b) excitation e and c urrent i in the jump moment excitation e and current i after the jump moment experimental results in a moment before but starter, using the Duffing-type differential very close to the resonant jump moment. The equation. In these cases, the lamp ignition is the operation point slides between M and N of the outcome of a resonance-jump phenomenon of characteristic UL given in Figure 6. the current, followed by a voltage increasing. The Figure 9 presents the simulation and The conditions necessary for jump experimental results in a moment after the producing and for starting of discharge are resonant jump moment. The operation point determined. corresponds to N in Figure 6 and the capacitive The simulation and experimental results character is obvious, but the lamp is still non- show a good similitude and confirm the ignited. theoretical approach. Can be noticed the similitude in shape and values between the simulated and experimental 5. References current characteristics. 1 D. Ioachim, Starter magnetic pentru amorsarea 4. Conclusions lămpilor fluorescente cu vapori de mercur de joas ă presiune. Brevet România nr. 73143 2 M. Nemescu and D.D. Lucache, “Self-Modulation in The paper emphasised the possibility to model SISO Nonlinear Systems With Inertial Damping the operating of the circuits with fluorescent Described by Duffing Equation”, 9 th IEEE lamps having capacitive ballast and magnetic International Conference on Electronics, Circuits and

26 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 Systems, ICECS 2002, vol. III, pp. 979-983, STUDIUL REGIMULUI TRANZITORIU September 15-18, 2002, Dubrovnik, Croatia AL MONTAJELOR CU L ĂMPI 3 E. Philippow, Nichtlineare Elektrotechnik, Akademische Ă Verlagsgeselschaft Gset und Portig, Leipzig, 1971 FLUORESCENTE CARE UTILIZEAZ 4 Gh. Savin and H. Rosman, Circuite electrice nelineare STARTERE MAGNETICE şi parametrice, Ed.Tehnic ă, Bucure şti, 1973 5 N.N. Bogoliubov et. al., Asimptoticeskie metodî v teorii nelineinîh kolebanii, Gosudarstvennoe izdatelistvo Lucrarea î şi propune s ă modeleze şi interpreteze fizico-matematiceskoe literaturî, Moskva, 1958 regimul tranzitoriu al montajelor cu l ămpi fluorescente 6 F. Dinc ă, C. Teodosiu, Vibra ţii neliniare şi aleatoare, care folosesc startere magnetice. Acestea se realizeaz ă Ed. Academiei, Bucure şti, 1969 prin combina ţia a dou ă bobine cu propriet ăţ i diferite şi utilizarea lor aduce unele avantaje. Regimul tranzitoriu analizat poate fi descris printr-o ecua ţie diferen ţial ă de Dan IOACHIM tip Duffing, caracteristic ă fenomenelor de haos şi salt Assoc. Prof., Ph.D. rezonant. Cu ajutorul ei sunt trasate curbele de rezonan ţă Department of Industrial şi sunt puse în eviden ţă salturile fluxului din starterul Utilizations, Drives and magnetic. Rezultatele ob ţinute prin simulare au fost Automation comparate cu cele experimentale. Se pune în eviden ţă Electrical Engineering Faculty fenomenul care conduce la amorsarea rapid ă şi sigur ă a “Gh. Asachi” Technical lămpilor fluorescente . University of Iassy 53 D. Mangeron Blvd. 700050 IASSY, Romania 1. Introducere Tel.: +40-232-212483 [email protected] Lămpile fluorescente alimentate cu tensiuni de

frecven ţă industrial ă folosesc ca elemente suplimentare de circuit un balast inductiv sau Mircea V. NEMESCU Professor, Ph.D. capacitiv şi un starter clasic cu bimetal. Acest Department of Industrial tip de starter prezint ă diverse dezavantaje Utilizations, Drives and precum uzura intens ă a filamentelor pe durata Automation pornirii, aprinderea l ămpii dureaz ă relativ mult, Electrical Engineering Faculty amors ri nesigure la temperaturi sc zute. “Gh. Asachi” Technical ă ă University of Iassy Exist ă mai multe solu ţii de eliminare a 53 D. Mangeron Blvd. acestor dezavantaje. Una dintre acestea este 700050 IASSY, Romania folosirea unui starter magnetic, care se Tel.: +40-232-212483 compune din inductan ţe saturabile cu miez [email protected] feromagnetic. Func ionarea acestuia este ţ posibil ă doar în conexiune tandem cu un balast Dorin D. LUCACHE capacitiv [1]. Lucrarea analizeaz ă condi ţiile în Assoc. Prof., Ph.D. care apar salturile rezonante care conduc la Department of Industrial aprinderea l ămpii. Utilizations, Drives and Automation Electrical Engineering Faculty 2. Considerente teoretice “Gh. Asachi” Technical University of Iassy În Figura 1 se arat ă un montaj cu l ămpi 53 D. Mangeron Blvd. fluorescente în care aprinderea este bazat ă pe 700050 IASSY, Romania startere magnetice. Starterul magnetic se Tel.: +40-232-212483 [email protected] compune dintr-o inductan ţă neliniar ă saturabil ă Ls. Schema circuitului electric echivalent este dat ă în Figura 2. Ecua ţia de tensiuni a lui Kirchhoff poate scris (1) unde Ψ = Ψ + Ψ ă t s n este fluxul magnetic total al ambelor înf ur ri Received 10 June 2003 ăş ă = (ω + ϕ) Reviewer Prof. Florin POP Ls şi Ln, iar e Em sint este valoarea instantanee a tensiunii de alimentare.

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 27 Forma caracteristicii i( Ψ) este dat ă în Figura 3 Dac ă se utilizeaz ă valorile efective ale şi ar putea fi aproximat ă cu un polinom de ordinul tensiunii şi curentului, atunci ecua ţia de trei, (2). În acest caz, utilizând ca variabile de func ţionare a circuitului din Figura 2 este (14), Ψ = ω care admite reprezentarea grafic din Figura 6. referin ţă Em0 şi 0 Em0 şi folosind nota ţiile ă = Ψ Ψ ℵ = Aici, UL reprezint ă c ăderea de tensiune total ă x 0 şi Em Em0 pentru m ărimile pe bobinele înseriate Ls şi Ln, UC reprezint ă normate ale fluxului i amplitudinii tensiunii de ş căderea de tensiune pe condensator şi ULn alimentare, ecua ia (1) devine [3], [4], [5]: (3), unde ţ reprezint ă c ăderea de tensiune pe bobina Ln 2α = mR este coeficientul de amortizare, dup ă ce lampa s-a aprins. β = Ψ 2 n 0 / m coeficientul de nelinearitate şi La rezonan ţă , saltul de curent din M în N ω = m C pulsa ia proprie. este înso ţit de un salt de tensiune de la UL1 la 0 ţ U . Datorit balastului capacitiv utilizat, Generalizarea rezultatelor se ob ine neglijând L2 ă ţ curentul din circuit p ăstreaz ă un caracter termenul 3 βx2 [5], [6] ceea ce conduce la (4). capacitiv atât dup ă salt (punctul N în Figura 6) Ultima rela ie este o ecua ie de tip Duffing ţ ţ cât şi în regim normal de func ţionare (punctul P care nu are solu ţii analitice exacte. Pentru din Figura 6). rezolvarea ei se aplic ă metode de linearizare armonic ă. Presupunând c ă termenul fundamental 3. Validare experimental ă al solu ţiei de regim permanent este (5) atunci (4) devine (6) ceea ce implic ă rela ţiile (7), [2]. Bancul experimental const dintr-un montaj ϕ ă Eliminând pe între ecua ţiile (7) se ob ţine precum cel din Figura 1, starterul magnetic (8). Cu noile nota ii µ = ω ω i λ = α ω , (8) Ω ţ 0 ş 0 având Ls=26,5 H şi Rs=230 , iar balastul Ω µ se poate transforma în (9). capacitiv Ln=1,4 H, Rn=28,4 şi C=3,75 F. ℵ = Graficul func ţiei f (a) se nume şte Caracteristicile de magnetizare m ăsurate s-au curb ă de rezonan ţă . Considerându-l pe β ca aproximat printr-o func ţie polinomial ă (înainte µ λ ω de salt) i una liniar (dup salt). S-a folosit un parametru şi , , 0 constante, acesta se ş ă ă prezint ă în Figura 4. algoritm Levenberg-Marquardt pentru g ăsirea Dac ă tensiunea de alimentare este aleas ă coeficien ţilor func ţiilor şi în Figura 7 se astfel încât ℵ ≥ ℵ , atunci în circuit are loc o compar ă rezultatele ob ţinute. 1 Pentru a analiza comportarea circuitului s-a cre tere a curentului prin salt rezonant (ce ş utilizat un program de calcul realizat în mediul corespunde cre terii fluxului de la M la N). ş Matlab-Simulink. Acest program utilizeaz un Aceast cre tere a curentului cauzeaz o puternic ă ă ş ă ă algoritm Runge-Kutta de ordinul 4 pentru înc lzire a filamentelor. Datorit desatur rii bobinei ă ă ă rezolvarea ecua iei Duffing. Parametrii de L punctul de func ionare sare în sens opus din S ţ s ţ simulare utiliza i sunt preciza i. în T i la terminalele l mpii apare o supratensiune ţ ţ ş ă Figura 8 arat rezultatele simul rii i important . Acest fenomen de salt rezonant ă ă ş ă experimentale într-un moment anterior dar conduce la aprinderea rapid i sigur a l mpii. ă ş ă ă foarte apropiat de momentul saltului rezonant. Dup aprindere, lampa devine un scurt circuit ă Punctul de func ionare gliseaz între M i N pe pentru inductan a neliniar i caracteristica de ţ ă ş ţ ă ş caracteristica U dat în Figura 6. magnetizare este (10). Deoarece în acest caz β=0, L ă Figura 9 prezint rezultatele simul rii i (9) devine (11). Astfel, punctul stabil de ă ă ş experimentale într-un moment ulterior saltului func ionare P va corespunde ecua iei (12). Valori ţ ţ rezonant. Punctul de func ionare corespunde lui diferite ale lui β implic valori diferite ale lui a ţ ă N din Figura 6 şi caracterul capacitiv este pentru care apare saltul rezonant (Figura 5). evident, dar lampa înc nu este aprins . Considerând nota iile f cute în (3), se poate ă ă ţ ă Se observ ă similitudinile de form ă şi deduce o corela ie între ℵ i β (13). ţ ş amplitudine între caracteristicile simulate şi Aceast ă hiperbol ă care este reprezentat ă în experimentale ale curentului. Figura 5 trebuie s ă fie impus ă ca limit ă superioar ă pentru fluxul normat în punctul de rezonan ţă .

28 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003

MESOPIC LIGHTING CONDITIONS AND PEDESTRIAN VISIBILITY

Jaakko KETOMÄKI, Marjukka ELOHOLMA, Pasi ORREVETELÄINEN, Liisa HALONEN Helsinki University of Technology, Lighting Laboratory, Finland

In the mesopic luminance region both the rods and cones on the retina are active and this is believed to cause changes in the spectral sensitivity of the human vision. The objective of this work was to study the effects of light spectrum on visual performance in road lighting conditions. Mesopic vision involves both foveal and peripheral vision, which are based on different receptor combinations on the retina. In driving, a lot of information is gained from off-axis vision and peripheral vision becomes important. In this work visibility tests were made in experimental road lighting installations both for foveal and peripheral (15°/20°) viewing. Pedestrian visibility tests were carried out at two luminance levels (0.1/1.5 cd/m 2) using high pressure sodium and daylight metal halide lamps. The results show that light level has a strong effect on visibility of moving targets. The effect of light level on visibility is not, however, linear in different parts of the visual field. Light spectrum did not affect visibility at either luminance level when the target was viewed foveally. This confirms our earlier findings, that V( λ) is valid for assessing luminosity of foveal targets also at mesopic light levels. On the other hand, the results suggest that lamp spectrum has an effect on visibility in road lighting conditions in off-axis vision. At constant photopically i.e. V( λ) weighted luminance levels, the lamps with high content in the blue wavelength region seem to be visually more effective than the conventionally used high pressure sodium lamps. This was, however, found only at the lower luminance level (0.1 cd/m 2), where the contribution of rods is presumably higher than at the higher luminance level (1.5 cd/m 2).

1. Introduction It is known that neither V( λ) or V’( λ) alone are representative of the eye’s behaviour in the The mesopic luminance region lies between the mesopic region. In the mesopic region both the photopic and scotopic. The mesopic rods and cones are active and their mutual luminances lay between about 0.001…3 cd/m 2 interaction determines spectral sensitivity. as shown in Figure 1. The upper luminance When light levels are decreased from photopic limit of mesopic region is not clearly defined, to mesopic, the spectral sensitivity of the eye is the CIE definition is ‘at least several cd/m 2’ believed to shift towards shorter wavelengths. [1]. The luminance limit definition between There are, however, no internationally accepted photopic and mesopic region varies between methods for measurements in the mesopic about L>3...10 cd/m 2 [1, 2, 3]. Mesopic region. Photometers are tuned to photopic lighting applications include road and street foveal (2°) vision with V( λ)-filters even though lighting, outdoor lighting and other night-time they are used in night-time lighting traffic environments. It is especially the higher applications. Similarly, measurements of end of the mesopic luminance region that is of luminous efficacy of all electric light sources prime importance in practical applications. are based on the photopic V( λ) function. In the very centre of the fovea there are only cones and foveal vision is claimed to be that of the cone photoreceptors. The results of our former studies imply, that the spectral sensitivity of the fovea is not changed when Figure 1 The photopic, scotopic and mesopic luminance lighting levels are decreased from photopic to ranges [4]. mesopic [5]. Thus photopic luminance,

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 29

i.e. V( λ) weighted luminance, is a valid measure information to move ahead and avoid for assessing luminosity of foveal vision also at collisions. One of the visual tasks of the driver mesopic levels. In driving, however, a lot of is the detection of targets, either moving or information is gained with off-axis vision and stationary. The probability of detecting a target peripheral vision becomes important. depends on the target luminance, contrast, size, This work set out to investigate visibility in shape, observation time etc. Also the luminance road lighting conditions using different lamps. surroundings of the target play a role [7]. Nowadays the most commonly used light sources in road and street lighting in Finland 2.2 Mesopic light levels in road lighting are high pressure sodium lamps (150 W and 250 The measurements made in HUT Lighting W). These lamps have high luminous efficacy Laboratory indicate that road surface (100...120 lm/W) when calculated with the luminances in road and street lighting are photopic V( λ) function. As the radiant power of largely in the mesopic region, i.e. below 3 high pressure sodium lamps is concentrated in cd/m 2 even on well illuminated roads [8]. The the longer wavelength region, the expected luminances can be very low in the adjacent and mesopic output of the lamps is not necessarily surrounding areas of the road. There are also equally high. Besides the high pressure sodium higher luminances in the visual field of the lamps, daylight metal halide lamps with high driver, e.g. road luminaires and headlights of content in the short wavelength region were oncoming car. The effect of the headlights of used in the experiments. other cars is usually temporarily and the fixed In this work the effects of light spectrum on street luminaires are mostly located in the visibility was studied at luminance levels peripheral parts of the visual field. Thus in encountered in road and street lighting. night-time driving the luminances of the visual Pedestrian visibility was used as the visual task. field remain mostly in the mesopic luminance The experiments were conducted in road region. lighting in installations built in an underground tunnel. 2.3 Mesopic vision Both foveal and peripheral vision are 2. Mesopic vision and road lighting important in traffic conditions. At mesopic light levels they are based on different receptor 2.1 Basis for road lighting combinations on the retina. Foveal visual tasks, Road and street lighting have great impact like visual acuity and spatial resolution, are on ensuring good visibility conditions in night- mediated by the cone receptors. In peripheral time driving. In Finland night-time traffic is vision or when viewing large visual targets, the about 30% of the total traffic on public roads visual functions are determined by both rods [6]. The function of fixed road and street and cones. In many mesopic applications, like lighting is to create safe and comfortable night-time driving, peripheral tasks play a environments for road users and to improve the major role. Because the contribution of rods visibility conditions at night. Visibility and cones to visual tasks depend on the task influences, for example, how quickly a driver characteristic and light level, the spectral detects and interprets visual information, makes sensitivity changes are believed to be different decisions and responds to unpredictable visual for different visual conditions in the mesopic events. Research work is currently conducted to range. find new, more efficient ways to design and The fovea is used for recognition and construct lighting for the road-users. identification of objects. In the very centre of Visual performance in night-time driving is the fovea there are only cones and foveal vision very complex as it consist of several visual is claimed to be that of the cone elements with various parameters. In driving a photoreceptors. In our former studies visual car the driver has to obtain sufficient acuity was used as a measure to study the

30 INGINERIA ILUMINATULUI 11 - 2003 effects of light spectrum on foveal vision in the 3. Experimental set-up mesopic region. The results imply, that the spectral sensitivity of the fovea is not changed We studied the effects of light spectrum and when luminance levels are decreased from luminance level on visibility in road lighting photopic to mesopic, at least in the higher end conditions in experimental road lighting of the mesopic region (0.2…5 cd/m 2) [5]. Thus installations in an underground tunnel. The it is believed that the foveally determined V( λ) length of the tunnel is 200 m, height 3.5 m and function is valid for describing foveal spectral width 5 m. The advantage of the tunnel was sensitivity also at mesopic light levels. that the exterior conditions remained constant. It is clear that in e.g. driving conditions the It was thus possible to carry out visibility tests visual field that is of interest is certainly larger with several subjects in exactly the same than the central two degrees, that was used to conditions at any time. In the road lighting establish the photopic V( λ). Actually, in driving installations the viewing conditions simulate a lot of information is gained with off-axis conditions on roads at night-time when fixed vision and off-axis vision becomes important. road or street lighting are used [8]. Peripheral visual tasks include, for example, As light sources we selected metal halide detection and discrimination of moving and (MH) and the commonly used high pressure stationary objects, and are mediated by both sodium (HPS) lamps. We selected a daylight rods and cones at mesopic light levels [7]. In MH lamp as a comparable light source, because peripheral vision the rods become increasingly the radiation of it is distributed over the whole dominant with decreasing light levels. visible region of the spectrum. Thus the expected mesopic output of this MH lamp is 2.4 Pedestrian visibility quite high. The colour temperature of the HPS Visibility of a pedestrian is one of the visual lamp was 2000 K and that of the MH lamp tasks drivers face when driving a car by night. 5200 K. The spectra of these lamps are shown The purpose of fixed road and street lighting is in Figure 2. The lamps supply voltages were to enhance the visibility of temporary and stabilized. The luminance levels of the steady elements on the road and road installations were controlled by attaching surroundings outside the reach of the car neutral density filters in the apertures of the headlights. In order to be able to react in time luminaires. The filters did not alter the spectral to a pedestrian on the road or approaching the output of the lamps. In the HPS and MH lamp road, the driver should detect the pedestrian at a installations the luminance levels of the road 40 m distance when the driving speed is 50 surfaces were equal in terms of V( λ)-weighted km/h. The detection distance should be about luminances. 100 m at a 100 km/h driving speed and in slippery road conditions even 400 m [9]. Because the effect of car headlights does not reach this far, the visibility of pedestrian is highly dependent on fixed road lighting. In this work the visibility of pedestrian was used as the visual task. By employing a real pedestrian instead of e.g. a flat cardboard as a visual target the test becomes more realistic, as Figure 2. The spectra of the high pressure sodium the pedestrian includes three-dimensionality. (HPS) and daylight metal halide (MH) lamps Furthermore, the movement of the walking pedestrian is an important component of the Using these light sources, we built two visual tasks faced by road users. similar installations, the other with HPS lamps and the other with MH lamps. In both

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 31

installations the luminaires were in five minutes adaptation time preceded the tests in luminaire groups with 8 m spacing. The subject each lighting condition. Young subjects of sat in the front of the first luminaire and was 22…28 age participated in the experiments. looking towards the dark end of the tunnel, Their colour vision, refraction, visual acuity, Figures 3 and 4. The pedestrian subtended a visual field was checked to be normal at the visual angle of 2° from 40 m distance. Helsinki University Central Hospital.

Figure 4. Pedestrian visibility measurements in underground road lighting installations. The subject

indicated with a response button when she/he could Figure 3 . Experimental set up. The installation detect the walking pedestrian 40…50 m apart . consisted of five luminaires 8 m apart. In foveal viewing the subject was fixating to the back of the walking pedestrian. In off-axis (15°/20°) viewing 4. Results of pedestrian visibility tests the subject was fixating to the black fixating area on the wall of the tunnel . 4.1 First test series In this test series the pedestrian was The task of the subject was to indicate the walking towards the dark end of the tunnel and detection threshold of the pedestrian. The thereafter approaching the illuminated area of pedestrian was walking towards the dark end of the tunnel from the dark. Six subjects made this the tunnel and thereafter approaching the test both in foveal vision and in off-axis vision illuminated area of the tunnel from the dark. at 15° eccentricity. The pedestrian was dressed in grey clothing The pedestrian luminance at the detection and wore a grey cap to cover his face. The distance corresponds to the lowest detectable reflection coefficient of the neutral grey clothes luminance in each lighting condition. The was 0.20. results are presented as a ratio of the pedestrian We made the visibility tests both in central luminance at the detection distance and the and off-axis vision. In central viewing average road surface luminance in that lighting conditions the subject fixated to the back of the condition ( Lped /L road ). This is referred to as walking pedestrian. In off-axis viewing 'Relative Luminance Threshold'. conditions the subject fixated at a black area The results are shown in Figure 5. The covered with black fabric at the left side wall of statistical analysis of the results was conducted the tunnel. The eccentricity of vision in the off- using analysis of variance based on the axis test was 15° in the first series and 20° in Bonferroni and Fisher’s tests. The probability the second test series. We made tests for both level 0.05 was used. The results show that the light spectra, HPS and MH, and at two average luminance level has a clear effect on visibility. road surface luminance levels 0.1 and 1.5 The relative luminance threshold is lower at 1.5 cd/m 2. Each subject made the test in all four cd/m 2 luminance level compared to 0.1 cd/m 2 different lighting conditions. Before starting the luminance level. Thus the ability to detect low first actual experiment the subject had adapted contrasts is higher at the higher road luminance to the tunnel lighting for 30 minutes. A 5 level.

32 INGINERIA ILUMINATULUI 11 - 2003 fixation point is more reliably maintained and the criterion of visibility is more accurate. In the second test series we included a new component, pedestrian arm movements, in the visual task. In the experimental conditions the walking speed of the pedestrian has to be very slow (1 step/2 sec) in order to record the detection distance accurately. At this speed the movement of the walking pedestrian seen from over 40 m distance is no more a critical

component of the visibility task. In the second Figure 5. Results of the first test series with six test series the pedestrian was constantly subjects. Relative luminance threshold for swinging his hands between downwards and detecting the pedestrian at road surface luminance horizontal plane while walking. As in the first 2 levels 1.5 and 0.1 cd/m , at two light spectra (high test series, the walking speed of the pedestrian pressure sodium HPS/ metal halide MH) and for was constant (0.2 m/s) and the length of one foveal (0°) and off-axis (15°) viewing. footstep was 40 cm. The movement of the arms At the luminance level 1.5 cd/m 2 visibility made the detection of the pedestrian easier for is relatively better for targets in foveal vision the subject and the detection distance could be compared to off-axis vision. Thus visibility more accurately defined. The pedestrian arm decreases when the target is moved from movement also enlarged the horizontal size of central vision towards the periphery. When the the visual target. road surface luminance is decreased to 0.1 We carried out eight test sessions on cd/m 2 the differences between central and off- subsequent days for the trained subject. One axis vision disappear. Thus at the lower light session consisted four different lighting conditions. level the detection distance and relative In off-axis viewing the eccentricity of the target luminance threshold are the same in foveal and was 20°. The results are shown in Figure 6. off-axis viewing. This means that the importance of off-axis vision increases in comparison to central vision when the light level decreases in the mesopic region. In the first test series light spectrum did not affect visibility at either luminance level.

4.2 Second test series In the first test series it was noticed that the visual test was quite difficult to perform if the subject was not carefully trained for the task. It is very difficult for a non-trained subject to maintain her/his eye fixation point in a given Figure 6. Results of the second test series. Relative position. This was true especially in off-axis luminance threshold for detecting the pedestrian at viewing. In off-axis viewing it is also difficult luminance levels 1.5 and 0.1 cd/m 2, at two light for the observer to exactly define whether the spectra (HPS and MH) and for foveal (0°) and off- pedestrian is visible or not. axis (20°) viewing . The second test series employed only one subject, but he repeated the same tests several Again the results show that luminance level times. The subject was trained and motivated has a clear effect on visibility. Also, as in the for this task and thus the test process could be first test series, visibility is better in foveal very carefully controlled. A trained subject’s viewing than in off-axis viewing at the INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 33

luminance level 1.5 cd/m 2. Spectral effects luminance levels in the HPS and MH lamp were not found at the higher luminance level. installations were equal in terms of However, there are differences between the photopically weighted, i.e. V( λ), luminance two light spectra at the luminance level values. As V( λ) is based on the spectral 0.1 cd/m 2. The trained subject could define the sensitivity of the cones and as there are merely detection distance more accurately. In addition, cones in the fovea, it is in prospect that light the inclusion of movement in the visual task spectrum does not affect visibility in central increased the sensitivity of the test and the viewing even at low light levels. This was detection distances could be recorded more actually the result of the experiments at both accurately. So differences between two light luminance levels the 1.5 and 0.1 cd/m 2. Light spectra could be found. spectrum did not affect visibility at either At the luminance level 0.1 cd/m 2 visibility luminance level when the target was viewed became relatively better for targets in off-axis foveally. This also confirms the findings from compared to foveal vision. When the target was our earlier studies, where the effects of light in foveal vision, the light spectrum did not spectrum on visual acuity were studied in the affect visibility. However, in off-axis vision the mesopic region. relative luminance threshold was lower with In off-axis vision both the rods and cones MH compared to HPS lamps. Thus light with are active at mesopic light levels. The spectral higher content in the blue wavelength region sensitivity of rods is shifted to the shorter yielded to better visibility in off-axis vision. wavelength region, as compared to cones. It is in prospect that when luminance levels 5. Conclusions decrease to the mesopic region, the blue part of the spectrum becomes more effective for off- The results show that light level has a strong axis vision. The results of the second test series effect on visibility of moving targets in the support this hypothesis. In off-axis (20°) vision mesopic region. The pedestrian detection the relative luminance threshold was lower distance becomes shorter with decreasing light under MH lamps compared to HPS lamps. This level. The effect of light level on visibility is we found, however, only at the luminance level not, however, linear in different parts of the 0.1 cd/m 2, where the contribution of rods is visual field. At the luminance level 1.5 cd/m 2 presumably higher than at the luminance level visibility was better in foveal than in off-axis 1.5 cd/m 2. The results suggest that in the vision. When we decreased light level to 0.1 mesopic region the spectral sensitivity of the cd/m 2, the differences between foveal and off- eye shifts towards shorter wavelengths in such axis visibility disappeared and were partly parts of the retina where both rods and cones reversed. This is explained by the structure of are contributing to visual tasks. the retina. The pedestrian visibility measurements In the fovea there are only cones and no suggest that lamp spectrum has an effect on rods. The number of cones decreases with visibility in road lighting conditions in off-axis eccentricity from the fovea, whereas the vision. Lamps with high content in the blue number of rods increases with eccentricity from wavelength region seem to be more efficient the fovea. At higher light levels cones are more than the conventionally used high pressure active than rods. When light levels decrease to sodium lamps. The effects of light spectrum on the mesopic region more rods become active, visibility at mesopic levels are dependent on while the contribution of cones to the visual the adaptation level of the eye and on the process becomes smaller. Thus the importance eccentricity of the visual task. The reason is the of off-axis vision increases when light level is non-uniform retinal distribution of rods and the decreased in the mesopic luminance region. three types of cones and the changing mutual In the central viewing conditions the target contribution of rods and cones to visual tasks (pedestrian) was viewed with the fovea. The with changing light levels.

34 INGINERIA ILUMINATULUI 11 - 2003 We will continue the experiments in the road Jaakko KETOMÄKI lighting installations in HUT Lighting Laboratory. M.Sc., Research Scientist P.O.Box 3000, FIN-02015 HUT, Finland The objective is to confirm the visibility findings Tel. + 358 9 451 4983 in different luminance conditions and with varied [email protected] light spectra. The visual task in the experiments reported in this paper was the detection threshold Research scientist in Lighting Laboratory in Helsinki of a pedestrian. This corresponds to the University of Techonology. minimum luminance contrast of a target against Main research area - low light its surroundings that is needed for the observer levels and mesopic vision to detect the target. We didn’t include visual identification or recognition in the task. In these experiments the surroundings of the target were relatively uniform and the target was always in the expected place. In many driving situations the visual field is very Marjukka ELOHOLMA complex and the conspicuity of a visual M.Sc., Research Scientist stimulus from the background becomes P.O.Box 3000, FIN-02015 HUT, Finland important. It is clear that the visual task of night- Tel. + 358 9 451 4981 time driving cannot be comprehensively [email protected] described with a single visual task. Experiments Research scientist in Lighting with different visual tasks are needed to get Laboratory in Helsinki comprehensive proof of the spectral effects on University of Techonology. visual performance in the mesopic range. Main research area - low light levels and mesopic vision

6. References

1 Commission Internationale de l’Éclairage, Light as a true visual quantity: Principles of measurement. CIE Central Bureau CIE 41, 1978. 2 Lighting Handbook Reference & Application, 9th Edition. Illuminating Engineering Society of North Received 1 June 2003 America, 2000. Reviewers 3 Kokoschka S. Das V( λ)- Dilemma in der Photometrie: Proceedings of 3. Internationales Forum fur den Dr. David CARTER, Prof. Ramon SAN lichttechnischen Nachswuchs, TU Ilmenau, Ilmenau, MARTIN, Dr. Axel STOCKMAR 1997. 4 Rinalducci, E. & Higgins, K. & Zavod, M. & Wallace, ILUMINATUL MEZOPIC ŞI S. Mechanism of photopic, mesopic and, scotopic VIZIBILITATEA PIETONILOR vision. In Vision at low light levels (Alfred Gough ed). EPRI 1998. În zona iluminatului mezopic atât bastona şele cât şi 5 Eloholma M., Halonen L. Vision in Mesopic Lighting conurile de pe retin ă sunt active şi acest lucru se Levels - The Effects of Light Spectrum and presupune c ă ar produce schimb ări în senzitivitatea Luminance Level. CIE Proceedings, Publication CIE spectral ă a vederii umane. Obiectivul studiului a fost de a No 133, 1999. determinarea efectelelor spectrului luminii asupra 6 Tievalaistuksen käsikirja. Tielaitos, 1991. performan ţelor vizuale în condi ţiile iluminatului rutier. 7 Commission Internationale de l’Éclairage, Vederea mezopic ă implic ă atât vederea foveic ă cât şi cea Fundamentals of the visual task of night driving. CIE periferic ă care sunt bazate pe diferite combina ţii de Central Bureau CIE 100, 1992. receptori de pe retin ă. În cazul şoferilor, multe informa ţii 8 Eloholma M., Ketomäki J., Halonen L. Road Lighting sunt receptate din vederea în afara axei (dezaxat ă) astfel – Luminance and visibility measurements. HUT încât vederea periferic ă devine extrem de important ă. În Lighting Laboratory, Report 29, 2001. acest studiu testele de vizibilitate au fost realizate în 9 Luoma J., Häkkinen S. Liikennepsykologia. Otatieto instala ţii de iluminat experimentale atât pentru vedere 1990. foveic ă cât şi pentru cea periferic ă (15°/20°). Testele de

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 35

vizibilitate ale pietonilor au fost realizate pentru dou ă măsurarea eficiacit ăţ ii luminoase a tuturor niveluri de luminan (0,1/1,5 cd/m 2) utilizând l mpi cu ţă ă surselor electrice de lumin ă se bazeaz ă pe vapori de sodiu de înalt ă presiune şi cu halogenuri λ metalice. func ţia fotopic ă V( ). Rezultatele arat ă c ă nivelul luminii are un puternic În exact centrul foveii sunt doar conuri iar efect asupra vizibilit ăţ ii ţintelor mi şcătoare. Totu şi, vederea foveal ă se consider ă a fi realizat ă cu efectul nivelului luminii asupra vizibilit ăţ ii nu este liniar fotoreceptori cu conuri. Rezultatul studiilor în diferite p ărţi ale câmpului vizual. Spectrul luminii nu prelimare arat c senzitivitatea spectral a afecteaz vizibilitatea la nici un nivel de luminan atunci ă ă ă ă ţă foveii nu se schimb când nivelul luminii scade când ţinta era v ăzut ă foveal. Aceasta confirm ă ă descoperirile noastre ini ţiale, c ă V( λ) este valid pentru de la fotopic la mezopic [5]. Luminan ţa determinarea luminozit ăţ ii la ţinte foveale inclusiv la fotopic ă, adic ă luminan ţa evaluat ă func ţie de nivelul mezopic. Pe de alt ă parte, rezultatele arat ă c ă V( λ), este o m ăsur ă valabil ă pentru estimarea spectrul l ămpii are efect asupra vizibilit ăţ ii în condi ţiile luminozit ii vederii foveale i la niveluri iluminatului rutier pentru vederea în afara axei. La ăţ ş mezopice. La condus, multe informa ii sunt niveluri fotopic constante, adic ă luminan ţe evaluate V( λ), ţ lămpile cu con ţinut ridicat în zona lungimii de und ă primite de la vederea în afara axei iar vederea albastre par s ă fie mai eficiente decât l ămpile cu vapori periferic ă devine important ă. de sodium înalt ă presiune utilizate în mod curent. Acest studiu a investigat vizibilitatea în Aceast ă descoperire este valabil ă doar la niveluri sc ăzute condi iile iluminatului rutier utilizând diferite ale luminan ei (0,1 cd/m 2), unde contribu ia bastona elor ţ ţ ţ ş l mpi. Azi cele mai utilizate surse de lumin în se presupune a fi mai mare decât la luminan ţe ridicate ă ă (1,5 cd/m 2). Finlanda pentru iluminatul rutier şi stradal sunt lămpile cu vapori de sodium de înalt ă presiune 1. Introducere (150 W şi 250 W). Aceste l ămpi au eficacitate luminoas ă mare (100...120 lm/W) atunci când Domeniul luminan ţei mezopice se afl ă între cel sunt calculate cu func ţia fotopic ă V( λ). Cum fotopic şi cel scotopic. Luminan ţa mezopic ă se puterea radiant ă a l ămpilor cu vapori de sodiu 2 situeaz ă între 0,001…3 cd/m dup ă cum este de înalt ă presiune este concentrat ă în zona prezentat în Figura 1. Limita superioar ă a lungimilor de und ă lungi, efectul în mezopic nu luminan ţei în regiunea mezopic ă nu este clar este neap ărat la fel de mare. În afar ă de l ămpile definit ă, defini ţia CIE fiind ‘cel pu ţin câteva cu vapori de sodiu de înalt ă presiune, în 2 cd/m ’ [1]. Definirea limitei luminan ţei între experimente s-au utilizat halogenurile metalice cu 2 fotopic şi mezopic variaz ă între L>3...10 cd/m con ţinut ridicat în zona lungimilor de und ă scurte. [1, 2, 3]. Aplica ţiile iluminatului mezopic În acest sudiu s-a evaluat efectul spectrului includ iluminatul rutier şi stradal, cel exterior şi luminii asupra nivelurilor de luminan ţă alte medii de trafic pe timp de noapte. Pentru întâlnite în iluminatul rutier şi stradal. aplica ţiile practice este de prim ă importan ţă zona Vizibilitatea pietonilor a fost utilizat ă ca superioar ă a domeniului luminan ţelor mezopice. sarcin ă vizual ă. Experimentul a fost realizat pe Se ştie c ă nici V( λ) şi nici V’( λ) nu sunt o instala ţie de iluminat rutier montat ă într-un reprezentative pentru comportamentul ochiilor tunel subteran. în regiunea mezopic ă. În regiunea mezopic ă atât bastona şele cât şi conurile sunt active şi 2. Vederea mezopic ă şi iluminatul rutier interac ţiunea mutual ă determin ă senzitivitatea spectral ă. Când nivelul luminii scade de la 2.1 Bazele iluminatului rutier fotopic la scotopic, se presupune c ă Iluminatul rutier şi stradal are un impact sensibilitatea spectral ă a ochiului se mut ă spre puternic în asigurarea condi ţiilor de bun ă lungimile de und ă mai mici. Totu şi, nu exist ă vizibilitate în conducerea pe timp de noapte. În metode de m ăsurare acceptate interna ţional Finlanda traficul pe timp de noapte este în jur pentru domeniul mezopic. Fotometrele sunt de 30% din traficul total pe drumuri publice fixate pe vedere fotopic ă foveal ă (2°) cu filtre [6]. Func ţia iluminatului fix rutier este de a V( λ) chiar dac ă sunt utilizate în aplica ţii ca creea un mediu sigur şi confortabil pentru iluminatul pe timp de noapte. Similar, utilizatorii şoselelor şi de a îmbun ătăţ i

36 INGINERIA ILUMINATULUI 11 - 2003 condi ţiile de vizibilitate pe timp de noapte. aplica ţii mezopice, ca şi condusul pe timp de Vizibilitatea influen ţeaz ă, de exemplu, cât de rapid noapte, sarcinile periferice joac ă un rol extrem detecteaz ă şoferii şi apoi interpreteaz ă vizual de important. Din cauza c ă contribu ţia informa ţii, iau decizii şi r ăspund la evenimente bastona şelor şi conurilor la sarcina vizual ă vizuale neprev ăzute. Cercetare are ca scop g ăsirea depinde de carateristicile sarcinii şi nivelul unor noi modalit ăţ i eficiente de proiectare şi luminii, schimb ările în senzitivitatea spectral ă construire a sistemelor de iluminat rutier. se presupun a fi diferite pentru diverse condi ţii Performan ţa vizual ă la condusul pe timp de vizuale din domeniul mezopic. noapte este foarte complex ă şi const ă din mai Fovea este utilizat ă pentru recunoa şterea şi multe elemente vizuale cu diferi ţi parametri. identificarea obiectelor. În chiar centrul foveei Atunci când conduce o ma şin ă şoferul trebuie sunt doar conuri iar vederea foveic ă se să ob ţin ă suficiente informa ţii pentru a înainta consider ă a fi doar cea cu fotoreceptori conuri. şi a evita coliziuniile. Una din sarciniile vizuale În studiile noastre anterioare s-a utilizat este detectarea ţintelor, fie în mi şcare fie acuitatea vizual ă pentru a m ăsura efectul sta ţionare. Probabilitatea detect ării unei ţinte spectrului luminii asupra vederii foveale din depinde de luminan ţa ţintelor, contrast, regiunea mezopic ă. Rezultatele indic ă faptul c ă dimensiuni, form ă, timp de observaţie. De senzitivitatea spectral ă a foveei nu se schimb ă asemenea luminan ţa zonei înconjur ătoare este atunci când luminan ţa scade de la fotopic la important ă [7]. mezopic, cel pu ţin la cap ătul de sus al regiunii mezopice (0,2…5 cd/m 2) [5]. De aceea se crede 2.2 Niveluri de lumin ă mezopic ă în iluminatul că func ţia V( λ), determinat ă foveal, este valid ă rutier pentru a descrie senzitivitatea spectral ă foveal ă Măsur ările efectuate în HUT Lighting la niveluri de iluminare foveal ă. Laboratory indic ă faptul c ă luminan ţa Este clar c ă la condus câmpul vizual care suprafe ţei drumurilor şi str ăzilor sunt în special este de interes este cu siguran ţă mai mare decât 2 în regiunea mezopic ă, adic ă sub 3 cd/m chiar cele dou ă grade centrale, care au fost utilizate şi pe drumurile bine illuminate [8]. la stabilirea lui V( λ) fotopic. De fapt, la condus Luminan ţele pot fi foarte sc ăzute în zonele multe informa ţii sunt câ ştigate de la vederea în adiacente sau din jurul drumului. De asmenea, afara axei şi vederea în afara axei devine în câmpul visual al şoferului sunt luminan ţe important ă. Sarcina vizual ă periferic ă include, ridicate ca de exemplu aparate de iluminat de exemplu, detectarea şi selectarea obiectelor rutier sau farurile altor ma şini din sens opus. în mi şcare şi sta ţionare şi utilizeaz ă atât Efectul farurilor de la celelalte ma şini este de bastona şe cât şi conuri la niveluri de lumin ă obicei temporar iar aparatele de iluminat rutier mezopic ă [7]. În vederea periferic ă bastona şele sunt pozi ţionate în partea periferic ă a câmpului devin din ce în ce mai dominante odat ă cu vizual. Cu toate acestea, în cazul condusului pe sc ăderea niveluluide iluminare. timp de noapte luminan ţa din câmpul visual rămâne mai ales în zona luminan ţei mezopice. 2.4 Vederea pietonilor Vizibilitatea unui pieton este una din 2.3 Vederea mezopic ă sarcinile vizuale la care trebuie s ă fac ă fa ţă un Atât vederea foveal ă cât şi cea periferic ă şofer atunci când conduce noaptea. Scopul sunt importante în condi ţiile de trafic. La iluminatului rutier şi stradal este de a m ări niveluri de lumin ă mezopic ă se bazeaz ă pe vizibilitatea elementelor temporare sau diferite combina ţii de receptori de pe retin ă. definitive de pe drum sau din apropierea Sarcinile vizuale foveale, ca şi acuitatea vizual ă drumului din afara zonei de ac ţiune a farurilor. şi rezolu ţia spa ţial ă sunt mediate de conuri. În Pentru a fi în m ăsur ă s ă reac ţioneze în timp la vederea periferic ă sau când sunt privite ţinte prezen ţa unui pieton pe şosea sau care se vizuale mari, func ţiile vizuale sunt determinate apropie de şosea, şoferul trebuie s ă detecteze atât de bastona şe cât şi de conuri. În multe pietonul de la o distan ţă de 40 m atunci când INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 37

viteza sa este de 50 km/h. Distan ţa de detec ţie Utilizând aceste surse de lumin ă, s-au trebuie s ă fie în jur de 100 m la o vitez ă de 100 construit dou ă instal ţii similare, una cu l ămpi km/h, iar pe o şosea alunecoas ă chiar 400 m HPS şi una cu l ămpi MH. În ambele instala ţii, [9]. Din cauz ă c ă farurile ma şinii nu au efect la aparatele de iluminat au fost în cinci grupuri de aşa o distan ţă , vizibilitatea pietonilor este aparate de iluminat cu o distan ţă între ele de 8 m. dependent ă în mare m ăsur ă de iluminatul fix. Subiectul st ătea în fa ţa primului aparat de În acest studiu vizibilitatea pietonilor a fost iluminat şi privea spre cap ătul negru al utilizat ă ca sarcin ă vizual ă. Prin utilizarea unui tunelului, Figurile 3 şi 4. Pietonul subîntindea pieton real în locul unei cutii de carton ca şi un unghi vizual de 2 grade de la 40 m distan ţă . sarcin ă vizual ă, testul devine mai realist, Sarcina subiectului a fost de a indica pragul deoarece pietonul are tri-dimensionalitate. Mai de detec ţie al pietonului. Pietonul mergea spre mult, mi şcarea unui pieton este o component ă cap ătul întunecat al tunelului şi se apropia de important ă a sarcinii vizuale a şoferilor. zona iluminat ă a tunelului din întuneric. Pietonul era îmbr ăcat cu haine gri şi avea o 3. Experimentul şapc ă gri care îi acoperea fa ţa. Reflectan ţa hainelor gri neutru era de 0,20. Am studiat efectul spectrului luminii şi al Testele de vizibilitate au fost realizate atât nivelului de luminan ţă în condi ţiile pentru vedere central ă cât şi pentru cea iluminatului rutier într-un tunnel subteran. dezaxat ă. În condi ţii de vedere central ă Lungimea tunelului era de 200 m, în ălţime 3,5 subiectul fixa spatele pietonului.In condi ţiide m şi l ăţ ime 5 m. Avantajul tunelului este c ă vedere dezaxat ă fixa spre o zon ă neagr ă condi ţiile exterioare r ămân constante. A fost acoperit ă cu stof ă neagr ă de pe peretele din astfel posibil s ă se efectueze teste de vizibilitate stânga al tunelului. În testul dezaxat cu mai mul ţi subiec ţie în exact acelea şi excentricitatea vederii era de 15° în prima serie condi ţii, la orice or ă. În instala ţia de iluminat şi 20° în a doua serie de teste. Am f ăcut teste rutier condi ţiile de vizibilitate de pe drum pentru ambele spectre de lumin ă, HPS şi MH, simuleaz ă condi ţiile de pe şosea pe timp de şi la dou ă niveluri de luminan ţă a suprafe ţei 2 noapte, atunci când se utilizeaz ă corpuri de şoselei 0,1 şi 1,5 cd/m . Fiecare subiect a f ăcut iluminat rutier fixe [8]. Ca şi surse de lumin ă testul în toate cele patru condi ţii diferite de au fost selectate l ămpile cu halogenuri metalice lumin ă. Înainte de a începe primul experiment (MH) şi uzualele l ămpi cu vapori de sodium de subiec ţii se adaptau la iluminatul din tunel timp înalt ă presiune (HPS). Am selectat o lamp ă MH de 30 de minute. Un timp de adaptare de 5 ‘daylight’ ca şi surs ă de lumin ă comparabil ă, minute preceda testul din fiecare condi ţie de deoarece radia ţia este distribuit ă pe tot iluminat. La experiment au participat subiec ţi domeniul vizibil a spectrului. Fluxul mezopic cu vârste cuprinse între 22 şi 28 ani. La Spitalul estimat al l ămpii MH este destul de mare. Central Universitar din Helsinki s-a verificat ca Temperatura de culoare corelat ă a l ămpii HPS subiec ţii s ă aib ă vederea colorat ă, refrac ţia, este 2000 K şi cea a l ămpii MH 5200 K. acuitatea vizual ă şi câmpul vizual normal. Spectrul acestor l ămpii este prezentat în Figura 2. Tensiunea de alimentare a l ămpilor a fost 4. Rezultatele testelor de vizibilitate a pietonilor stabilizat ă. Nivelul de luminan ţă al instala ţiei a fost controlat prin ata şarea unor filtre neutre de 4.1 Prima serie de teste densitate pe deschiderea aparatelor de iluminat. În aceast ă serie de teste pietonii mergeau Filtrele nu au afectat distribu ţia spectral ă a spre c ăpătul întunecat al tunelului şi apoi se acestor l ămpi. În instalaţiile de iluminat cu apropiau de zona iluminat ă a tunelului din lămpi HPS şi MH nivelul de luminan ţă al întuneric. Şase subiec ţi au f ăcut acest test în suprafe ţei şoselei a fost egal în termeni de V( λ)- vedere foveal ă şi dezaxat ă cu o excentricitate de 15°. luminan ţe echilibrate. Luminan ţa pietonilor la distan ţa de detec ţie corespunde celui mai sc ăzut nivel de luminan ţă

38 INGINERIA ILUMINATULUI 11 - 2003 detectabil în fiecare condi ţie de iluminat. testare a fost atent controlat. Punctul de fixare Rezultatele sunt prezentate ca şi un raport între al unui subiect antrenat este men ţinut cu mai luminan ţa pietonului la distan ţa de detec ţie şi mult ă siguran ţă şi criteriul de vizibilitate este luminan ţa medie a suprafe ţei şoselei mai precis. (Lped /L road ). Este denumit ă 'Pragul Luminan ţei În a doua serie de teste am inclus o nou ă Relative'. component ă ca sarcin ă vizual ă: mi şcarea bra ţului Rezultatele sunt prezentate în Figura 5. pietonului. În condi ţiile experimentului, viteza Analiza statistic ă a rezultatelor a fost realizat ă de deplasare a pietonului trebuia s ă fie foarte utilizând analiza varian ţei bazat ă pe testul înceat ă (1 pas/2 sec) pentru a înregistra distan ţa Bonferroni şi Fisher. S-a utilizat un nivel de de detec ţie cât mai precis. La aceast ă vitez ă, probabilitate de 0,05. Rezultatele arat ă c ă mi şcarea unui pieton care se plimb ă, v ăzut de nivelul de luminan ţă are un efect clar asupra la mai mult de 40 m nu mai este o component ă vizibilit ăţ ii. Pragul luminanţei relative este mai critic ă a sarcinii vizuale. În a doua serie de 2 sc ăzut la nivelul de luminan ţă de 1,5 cd/m teste, pietonul mi şca tot timpul bra ţul în timp 2 comparativ cu nivelul de 0,1 cd/m . Ca atare, ce se deplasa. Ca şi la prima serie de teste, abilitatea de a detecta contraste sc ăzute este mai viteza de mi şcare era constant ă (0,2 m/s) şi mare la niveluri ridicate ale luminan ţei şoselei. lungimea unui pas era de 40 cm. Mi şcarea 2 La nivelul de luminan ţă de 1,5 cd/m bra ţului f ăcea detectarea pietonului mai u şoar ă vizibilitatea este relativ mai bun ă pentru ţinte în iar distan ţa de detec ţie putea fi definit ă mai vedere foveal ă comparativ cu vederea dezaxat ă. precis. Mi şcarea bra ţului pietonului m ărea Astfel vizbilitatea scade când ţinta este mi şcat ă dimensiunea orizontal ă a ţintei vizuale. dinspre vederea central ă spre periferie. Când Am efectuat sesiunea de opt teste în zile 2 lumina ţa şoselei scade la 0,1 cd/m dispare consecutive cu subiectul antrenat. O sesiune diferen ţa dintre vederea central ă şi cea consta din patru condi ţii de iluminat diferite. În dezaxat ă. Astfel la niveluri sc ăzute de lumin ă vederea dezaxat ă excentricitatea vederii ţintei distan ţa de detec ţie şi pragul luminan ţei relative era de 20°. Rezultatele sunt prezentate în Figura 4. sunt identice în vedere foveal ă şi dezaxat ă. Din nou rezultatele au ar ătat c ă nivelul de Aceasta înseamn ă c ă importan ţa vederii luminan ţă are un efect clar asupra vizibilit ăţ ii. dezaxate scade în compara ţie cu vederea De asemenea, la fel ca în prima serie de teste, central ă atunci când nivelul de lumin ă scade în vizibilitatea este mai bun ă în vederea foveal ă domeniul mezopic. În prima serie de teste decât în vederea dezaxat ă la un nivel de 2 spectrul luminii nu a afectat vizibilitatea la nici luminan ţă de 1,5 cd/m . Nu s-au g ăsit efecte un nivel de luminan ţă . spectrale la niveluri de luminan ţă ridicate. Totu şi, apar diferen ţe între cele dou ă spectre de 2 4.2 A doua serie de teste lumin ă la o luminan ţă de 0,1 cd/m . Subiectul În prima serie de teste s-a observat c ă testul antrenat putea defini distan ţa de detec ţie mult vizual a fost dificil de realizat dac ă subiectul nu mai precis. În plus, includerea mi şcării a m ărit era antrenat cu aten ţie pentru sarcina care i se sensibilitatea testului şi distan ţa de detec ţie dădea. Este foarte dificil pentru un subiect putea fi înregistrat ă mult mai precis. 2 neantrenat s ă-şi men ţin ă ochii fixa ţi într-un La nivelul de luminan ţă de 0,1 cd/m punct, într-o pozi ţie dat ă. Acest lucru s-a vizibilitatea devenea relativ mai bun ă pentru dovedit adev ărat mai ales pentru vederea ţinte dezaxate comparativ cu vederea dezaxat ă. dezaxat ă. În vederea dezaxat ă este dificil pentru Când ţinta era în vedere foveal ă, spectrul observator s ă defineasc ă exact dac ă pietonul luminii nu afecta vizibilitatea. Totu şi, în vedere este vizibil sau nu. dezaxat ă pragul de luminan ţă relativ ă era mai A doua serie de teste a utilizat doar un sc ăzut cu l ămpi MH comparativ cu cele HPS. subiect, dar care a repetat acela şi test de mai Astfel lumina cu con ţinut ridicat în regiunea cu multe ori. Subiectul a fost antrenat şi motivat lungimi de und ă albastre indic ă o vizibilitate pentru aceast ă sarcin ă şi astfel procesul de mai bun ă în vederea dezaxat ă. INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 39

5. Concluzii pragul luminan ţei relative era mai sc ăzut sub lămpi MH comparativ cu l ămpile HPS. Aceasta Rezultatele indic ă faptul c ă nivelul de lumin ă a fost confirmat ă doar pentru luminan ţe de 0,1 2 are un efect mai puternic în vederea ţintelor cd/m , unde contribu ţia bastona şelor se mi şcătoare în regiunea mezopic ă. Distan ţă de presupune a fi mai mare decât la luminan ţe de 2 detectare a pietonilor devine mai scurt ă odat ă 1,5 cd/m . Rezultatele sugereaz ă c ă în cu sc ăderea nivelului luminii. Efectul nivelului domeniul mezopic senzitivitatea spectral ă a luminii asupra vizibilit ăţ ii nu este totu şi liniar ochiului se mut ă spre lungimile de und ă scurte în diferite p ărţi ale câmpului vizual. La niveluri în acele p ărţi ale retinei unde atât conurile cât şi 2 de luminan ţă de 1,5 cd/m vizibilitatea este mai bastona şele contribuie la sarcina vizual ă. bun ă în vedere foveal ă decât în cea dezaxat ă. Măsur ările vizibilit ăţ ii pietonilor sugereaz ă c ă Atunci când a fost sc ăzut nivelul luminii la 0,1 spectrul l ămpii are un efect în vizibilitatea în 2 cd/m , diferen ţele dintre vizibilitatea foveal ă şi condi ţii rutiere în cazul vederii dezaxate. cea dezaxat ă disp ăreau şi erau par ţial inversate. Lămpile cu con ţinut ridicat în regiunea Aceasta este explicabil ă prin structura retinei. lungimilor de und ă albastre par a fi mai eficiente În fovea sunt doar conuri şi nu sunt bastona şe. decât cele conven ţionale cu l ămpi cu vapori de Num ărul conurilor scade cu excentricitatea de sodiu de înalt ă presiune. Efectul spectrului luminii la fovee, în timp ce num ărul bastona şelor cre şte asupra vizibilităţ ii la nivele mezopice este cu excentricitatea de la fovee. La niveluri dependent de nivelul de adaptare al ochiului şi ridicate de lumin ă conurile sunt mai active de excentricitate a sarcinii vizuale. Motivul este decât bastona şele. Când nivelul luminii scade şi distribu ţia neuniform ă a celor trei tipuri de ajunge în zona mezopic ă, bastona şele devin conuri şi a bastona şelor pe retin ă şi a active, în timp ce contribu ţia conurilor în schimb ării contribu ţiei mutuale a bastona şelor procesul vizual devine sc ăzut ă. Importan ţa şi conurilor la sarcina vizual ă cu schimbarea vederii dezaxate cre şte când nivelul luminii nivelului de iluminare. scade în domeniul lumina ţelor mezopice. În Vom continua experimentele în ceea ce condi ţii de vedere central ă ţinta (pietonii) erau prive şte instala ţiile de iluminat rutier. văzu ţi cu fovea. Nivelul luminan ţei în Obiectivul este de a confirma descoperirile instala ţiile cu l ămpi HPS şi MH era egal în legate de vizibilitate pentru diferite condi ţii de termeni de lumina ţe echivalate fotopic func ţie luminan ţe şi cu diferite spectre de lumin ă. de V( λ). Cum V( λ) este bazat ă pe senzitivitatea Sarcina vizual ă din experimentele prezentate în spectral ă a conurilor şi sunt aproape numai aceast ă lucrare este pragul de detectare al conuri în fovea, este de prev ăzut c ă spectrul pietonilor. Acesta corespunde contrastului luminii nu afecteaz ă vizibilitatea în vederea minim de luminan ţă al sarcinii raportat la zona central ă chiar la niveluri de lumin ă sc ăzute. înconjur ătoare necesar pentru ca observatorul Acesta era de fapt rezultatul experimentelor să detecteze ţinta. Nu am inclus identificarea atât la niveluri de luminan ţă de 1,5 cât şi 0,1 vizual ă sau recunoa şterea sarcinii. În aceste 2 cd/m . Spectrul luminii nu a afectat vizibilitatea experimente zona înconjur ătoare a ţintelor a la nici un nivel de luminan ţă atunci când ţinta a fost relativ uniform ă şi ţintele au fost fost observat ă foveal. Aceasta confirm ă întotdeauna în locul a şteptat. În multe din descoperirile studiilor noastre anterioare, când situa ţiile care apar real la condus câmpul vizual s-a studiat efectul spectrului luminii asupra este extrem de complex şi observabilitatea unui acuit ăţ ii vizuale în domeniul mezopic. În stimul vizual fa ţă de fundal s ă devin ă vederea dezaxat ă sunt active atât bastona şele important ă. Este clar c ă sarcina vizual ă a cât şi conurile la niveluri de lumin ă mezopic ă. condusului pe timp de noapte nu poate fi Senzitivitatea spectral ă a bastona şelor este mai descris ă extensiv cu o singur ă sarcin ă vizual ă. pronun ţat ă la regiunea lungimilor de und ă Experimente cu diferite sacini vizuale sunt scurte, comparativ cu conurile. Este de necesare pentru a avea dovezi extensive despre prev ăzut c ă atunci când nivelul luminan ţelor efectele spectrale asupra performan ţei vizuale scade la domeniul mezopic, partea albastr ă a în domeniul mezopic. spectrului devine mai activ ă pentru vederea dezaxat ă.[...] În vederea dezaxat ă (20°) Traducere Dr. Dorin BEU

40 INGINERIA ILUMINATULUI 11 - 2003

CONTROL OF THE LOST LIGHT ENERGY AT HOUSES

Banu MANAV University of Bahçe şehir, Faculty of Architecture, Turkey

In Turkey, an important amount of the consumed electrical energy at houses is light energy. To control light energy consumption, alternative solutions can be stated by examining user preferences’ for lighting and housing. This paper discusses how energy consumption at houses can be controlled through lamp and luminaire selection, lighting hardware and control systems. As general beliefs of people are influenced on their preferences, tendencies in lamp selections were investigated through a questionnaire. Results indicate that 64 people (44.13%) prefer to use incandescent and compact fluorescent lamps together. A total of 80 people (55%) use fluorescent lamps in any part of their houses. While 16 people (11.03%) use only fluorescent lamps, 65 people (44.82%) reject to use them at all. When the reasons for rejection were examined and categorized, it was seen that parallel statements are valid in different countries regardless of the cultural differences. Though the necessity of a lighting consultant for any project is indispensable for, results of the questionnaire indicates that, only 2 people (1.3%) out of 145 believed its importance and took the advice of a consultant. The care given to the lighting design of a house at the construction stage was also investigated in the study. When the responses were evaluated, it was seen that, generally no specific lighting solutions were offered. Special care should be attended to lighting design considering economical and technical data. Consumers should also be more conscious about the properties of the products they select and use.

Introduction by the author (Manav, 2001). The survey was about user preferences on luminaire selection at The more energy resources diminish, the more houses, at the living area, mainly. Tendencies it becomes valuable and this leads to find new in luminaire selections were investigated design solutions. If we control energy including lamp types. Depending on the results consumption, we also can offer more of the previous research, it was seen that economical and energy-efficient designs. generally incandescent lamp is preferred at Energy efficient lighting design depends not houses (approximately 76%). This study aims only on the choice of the lighting equipment, to investigate the tendencies in lamp selection, but also, on how the installed equipment is preference, application and will offer used by building occupants, after the designers alternative solutions to control energy loss at and the electricians have left. It has been stated houses. that, for Turkey, around 50% of the consumed electrical energy at houses is light energy 1. Energy efficient lighting design for houses (Onaygil, 2001). Such an amount of energy should carefully be planned and used. As the 1.1 Lamp selection role of the occupants can not be disregarded in There are four general lamp families of this process, their preferences for lighting electric light sources: incandescent, fluorescent, equipment shall be studied to prevent energy high intensity discharge (HID) and cold loss. cathode. Among them, incandescent and cold This study concentrates on the control of cathode lamps are used for general lighting, artificial light energy at houses basically. decorative and accent sources. Fluorescent Important factors to control artificial light lamps are primarily used for general lighting energy can be listed as, lamp type, luminaire and HID lamps are generally preferred for selection, lighting control systems and outdoor lighting applications. However, as influences in preferences. The research manufacturers continue lamp development, we question for the present study is based on the can see broader use of all lamp types, that is; results of a previous survey that was conducted fluorescent lamp use is likely to be increased in

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 41 residential application while HID lamps may saved energy will be as follows; operating gain popularity in interior environments. hours: 20.00-24.00 (4 hours every day), 1460 Incandescent lamps are likely to be selected hours annual, energy saving annual = 20x10 6 x for decorative lighting or at areas requiring 1460 (100-15)= 2482x10 9 kWh/year very low light output source (Steffy, 1990). Even this calculation has a striking result. Lamps should be selected according to their End-users shall select lamps considering their technical data. When catalog descriptions are technical properties and lamp manufacturers compared, it is clear that, fluorescent lamps are should label lamps, so technical properties will more efficient with respect to incandescent lamps be noticed while selecting. (see Tables 1, 2 for lamp comparison). 1.2 Luminaire selection Table 1 Catalog values for incandescent lamps Luminaires are responsible for the (Osram, 1998) distribution of light on room surfaces, people, Incandescent lamp Efficacy working plane and related tasks. Properties of Bulb type clear glass W lm (lm/W) an efficient luminare can be described as 60 730 12.1 follows: to control the distribution of light 75 960 12.8 energy, to protect and cover the lamp, to hold 100 1380 13.8 lighting equipment and hardware, to be 150 2250 15 economical, to have a high efficacy, to have a resistant and durable material, to be coherent Table 2 Catalog values for fluorescent lamps with other interior design elements by means of (Osram, 1998) form, size, shape et cetera. Tubular fluorescent Efficacy Depending on the properties of the selected W lm (lm/W) luminaire, light energy can be spent 18 1350 75 inefficiently. Luminaires should be related to 36 3350 93 the working plane, their geometrical properties 58 5200 89.6 are important together with the lamps installed Compact fluorescent Efficacy in them. End-users’ preferences are important W lm (lm/W) as they are the user group. A research on user 20 1200 60 preferences on luminaire selection at houses 23 1500 65.2 shows that, statistically, there is no relation 15 900 60 between users’ age group, education level and being the owner or the renter of a house and Previous research shows that, at houses, preferences for luminaire selection (Manav, approximately 76% of the participants prefer 2001). incandescent lamps (Manav, 2001). In addition The link between the manufacturer, to incandescent lamps, fluorescent lamps can consumer and the technical consultant should also be used. Compact fluorescent lamps have be permanent. Manufacturers should produce also E27 dip shape, similar to incandescent luminaires according to the technical data, they lamps, that brings easier installation. Recent should be in contact with technical consultants developments in lamp technology provide and should give necessary information about various size and shape of fluorescent lamps, lighting to consumers while selling the product. with very good color rendering properties and long lamp life. 1.3 Lighting hardware and control systems In our country, with a nearly 70 million Lighting hardware consists all the necessary people population size, let’s assume that, there equipment for the lamp to operate. Depending are 20 million dwellings (in case, there are 3-4 on the properties of this equipment, lighting people in each dwelling). In case, a 100 W quality and energy consumption may change, incandescent lamp is replaced with a 15W psychological and physiological problems may compact fluorescent lamp, the amount of the arise.

42 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 To decrease energy consumption, lighting decisions. We remember best the information control systems are available. The most widely that is coherent with what we know or believe. known and used one is, the dimming process. General beliefs for fluorescent tubes, for However, the quality of dimmers is important example, is critical on end users’ decisions. for energy consumption. Also, technological Results of a survey indicates that a large group solutions like LUXMATE are available. of people believed that fluorescent tubes can be LUXMATE satisfies the requirements of detrimental to one’s health, and believed that optimal lighting level and adjustments for natural light is superior to artificial light individual lighting needs, different light (Veitch, 1993). These individuals are unlikely sources can be dimmed digitally. to invest in any similar technology regardless There are studies on the role of fluorescent of its potential. In a similar manner, successful lamps and lighting hardware on subjective uses of environmental technologies can diffuse well-being; such as the impact of the non- to other individuals or even institutions. visible flicker from fluorescent lamps. In these Individuals who are satisfied or pleased with studies, conventional and electronic ballasts are their lighting system, will advocate it to others compared. As discussed in a study by Küller (Veitch, 1993). Advertisements, campaigns can and Laike (Küller, 1998), flicker rate may be designed to take advantage of this fact. influence the brainwave pattern that has been Cost of a system or a lighting equipment is established through medical research. The role also effective in decision making process. of flicker rate from fluorescent lamps on well- Governmental supply may be needed to spread being, performance and physiological comfort the use of certain techniques as well. In Brazil, was investigated and depending on the for a project, user group was separated into statistical results, it is recommended to use three groups by means of their income level. electronic high-frequency ballasts of good 30%, 60% and 70% of the cost was supplied by quality. Electronic ballasts are also the owners of the project and user group was recommended from energy-efficiency point of encouraged to use that technology. At the end view (Onaygil, 2001). of the first year, energy consumption was Effects of lighting quality on well-being has reduced 630 GWh and energy production was also been investigated. When people are decreased 120 million USD (Tunalı, 2000). subjected to poor or low quality lighting supplied by fluorescent lamps, in a number of 2. Material-method cases, they can suffer from eye strain and fatigue (Bommel, 2002). Lighting control The research method of the survey is systems are important to satisfy lighting of questionnaire. The questionnaire consists of 7 good quality. questions that investigate the tendencies in lamp type selection, reasons behind their 1.4 Influences in preferences preferences and the importance of lighting for Perception of a choice has an essential role house-owners. 145 people from different in the realization of a process. General beliefs professions with different income levels and expectations of end users are functional on participated in the study. No personal data was lighting decisions. A group researchers were evaluated, only percentages of the responses interested in the topic and investigated memory were evaluated to see the general tendencies. processing, psychological process for The first question asks preferred lamp types information storage and retrieval. As cited in for houses. Participants were free to select Veitch (Veitch, 1993), Craick and Cockhart more than one choice. The choices were, proposed a model. According to this incandescent lamp, tubular fluorescent lamp, framework, acquired information can easily be compact fluorescent lamp, halogen lamp and recalled at a later time. Our memory does not others (they were asked to define). function as a simple recording device, we The second and the third questions were remember events, categorize them, make related to each other. The second question

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 43 asked whether fluorescent lamp is used at (Veitch, 1993), people who are familiar to use houses, so the percentage of people who reject incandescent lamps in their houses do not need fluorescent lamps could be found. Third to find another solution and believe that, question was for the ones who reject fluorescent lamps are unfamiliar to them fluorescent lamps and tries to find out the (5.3%). Other statements about general beliefs reasons for rejection. are like these; it has white light (3.3%), it is a The necessity of a lighting consultant for a useless lamp, not functional (2.6%), it is aloud project is in indispensable. The fourth and the (2%), it makes glare (5.3%), it creates cold fifth questions intend to find out the percentage space (2%), it is unaesthetic (1.3%) and 2.6% for the ones who took the advice of a lighting state that they use compact, not fluorescent consultant for their homes and to give the (actually compact fluorescent is a fluorescent reasons. lamp type). However, fluorescent lamps have In recently constructed settlements, special some advantages over incandescent lamps, that lighting solutions are offered. The last two are also important for energy efficiency. questions are related to this, asking whether Individuals who are satisfied or pleased with there was a special lighting solution for the their lighting system will advocate it to others. houses they settle down and if any, for which As advertisements, media news, campaigns are part of the house? effective on increasing the awareness of people, they can be designed to take advantage 3. Results of this fact. Among the participants, a percentage of Results indicate that 64 people (44.13%) prefer 3.3% believes that, fluorescent lamps are to use incandescent and compact fluorescent expensive, 1.3% mention that they are on rent lamps together. A total of 80 people (55%) use and lamp selection is not important for them. fluorescent lamps in any part of their houses. As cost of a system or a lighting equipment is While 16 people (11.03%) use only fluorescent effective in decision making process, certain lamps, 65 people (44.82%) reject to use them at projects, such as governmental supply may be all – Figure 1 shows the percentages for lamp needed to spread the use of certain techniques preference. and products.

Figure1 Preferred lamp types with percentages Table 4 Reasons of fluorescent rejection at houses No. of Percentage Statement people (%) PREFERRED LAMP TYPES AT HOUSES 2% disturbs 3 2 18%

40% unsuitable to the existing luminaire 4 2.66 a useless lamp, not functional 4 2.66 incandescent flicker rate disturbs me 3 2 23% fluorescent tubes it has white light 5 3.33 17% compact f halogen it is aloud 3 2 others it makes glare 8 5.33 unaesthetic 2 1.33 Reasons for rejection were asked to be I am on rent, no need to use it 2 1.33 stated and are categorized in Table 4. Nearly we use compact, not fluorescent 4 2.66 10% of the participants state that they do not expensive 5 3.33 like fluorescent. Other statements are as it is unfamiliar to me 8 5.33 follows: disturbance (2%) and disturbance from creates cold space 3 2 flicker rate (2%). This is parallel to Küller and I do not like it 15 10 Laike, who studied the role of flicker rate from fluorescent lamps on subjective well-being. Though the necessity of a lighting According to the completed questionnaires, consultant for any project is indispensable, only general beliefs play an essential role in lamp two people (1.3%) out of 145 believed its selection. This is similar to relevant literature importance and took the advice of a consultant.

44 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 They listed their reasons for not taking advice properties. Reasons for rejection indicate that, as follows; no need for a consultant, familiarity regardless of the cultural differences, parallel to traditional products, lamps et cetera. statements are valid in different countries. Responses clearly show that, for a group of Cross-cultural studies on lamp preferences and people, lighting of a place still means to install reasons for rejection can be done to make more any kind of lamp. People who took the advice general statement. To overcome certain beliefs, of a consultant (1.3%) point out that, they know advertisements, campaigns can be designed, the importance of lighting. projects can be realized by governmental In some of the recently constructed supply or by international lighting firms’ buildings, suspended ceilings in bathrooms sponsorships. with lighting fixtures and counter lighting at Lighting hardware and control systems are kitchens are offered, but generally, no specific available to decrease energy consumption. lighting solution for the rest of the house. The These systems can be advised to people and be last two questions were asked to figure out this applied to projects. belief. When the responses are evaluated, it is Luminaire selection is also important from seen that, out of 145 people, 128 (88.2%) say energy consumption point of view. Luminaires that they do not have a specific solution for should be designed and produced according to lighting at their houses. 17 (11.7%) people certain principles. Manufacturers should be in have been offered a lighting solution when they contact with technical consultants. They should moved to their homes, and these were for the give necessary technical information about the kitchen, bathroom and living area mainly, as products and consumers should be more seen in Figure 2. conscious of the properties of the products they prefer. Lighting solutions are counter lighting for kitchens and bathrooms, sockets for lighting on 5. References the ceilings or on the walls. Apart from these, there are no specific lighting control system 1 Onaygil S. “Aydınlatmada Verimlilik ve Enerji like wall washing, cove lighting in any part of Tasarrufu”, İzmir Aydınlatma Sempozyumu, TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası Izmir Şubesi, the home, or a remote control system. s: 6-12, Izmir, 2001. 2 Manav B. “Aydınlatma Aygıtlarının Tasarım İlkeleri Figure 2 Need for a lighting consultant for houses ve Kullanıcı Tercihleri Üzerine Bir Ara ştırma”, NEED FOR A LIGHTING CONSULTANT FOR HOUSE TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası Izmir Şubesi, LIGHTING s: 131-136, Izmir, 2001. 0% 18% 25% 3 Steffy G. Architectural Lighting Design. New York: Van Nostrand Reinhold, 1990. kitchen bathroom 4 Osram Lighting Catalog, 1998. 24% bedroom 5 Küller R., Laike T. “The Impact of Flicker Rate From 25% living room Fluorescent Lighting on Well-Being, Performance 8% entrance and Physiological Arousal”. Ergonomics, 41(4): 433- other 447, 1998. 6 Bommel W.J.M.V., Beld G.J.V.D., Ooijen M.H.F.V. “Industrial Lighting-Health-Well-Being and Productivity” 4. Conclusion The 2nd Balkan Conference on Lighting 2002- Proceedings, pg. no: 9-16, Istanbul, 2002. Energy saving is not only achieved by turning 7 Veitch J. “The Psychology Behind Right Light off the lights. Number and type of lamps can be Choices: Review and Research Agenda. Proceeding arranged to save energy as well. Lamps should Book of 2nd European Conference on Energy- Efficient Lighting, Arnhem, Netherlands, pg. no. be selected according to their technical data, 796-811, 1993. and all of the products in the market should be 8 Veitch J., Hine D, Gifford R. “End User’s labeled according to the technical properties. Knowledge, Beliefs and Preferences for Lighting”. According to the results of the present Journal of Interior Design, 19(2): 15-26, 1993. research, an important amount of people reject 9 Tunalı E. “Aydınlatma Sektöründe Sosyal pazarlama to use fluorescent tubes as a result of their Yakla şımları”, 3.Ulusal Aydınlatma Kongresi, s: 237-242, Istanbul, 2000. beliefs, without being aware of the technical

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 45 Banu MANAV motivelor de respingere a acestor l ămpi, s-a observat c ă University of Bahçe şehir, Faculty of Architecture declara ţiile similare sunt valabile în mai multe ţă ri, Department of Interior Architecture and Environmental indiferent de deosebirile culturale. De şi asisten ţa unui Design specialist în iluminat este indispensabil ă, rezultatele Eski Londra Asfaltı(E-5) İncirli Kav şağı chestionarului arat ă faptul c ă numai 2 persoane (1,3%) Mehmetçik Sokak No:2 din 145 sunt con ştiente de importan ţa acestuia şi au Bahçelievler 34590 İstanbul/ Turkey apelat la un consultant. În studiu a fost investigat ă şi aten ţia acordat ă proiect ării iluminatului casei la faza de Phone: +90-212-442-18-16/244 construc ţie. Din evaluarea r ăspunsurilor, s-a observat c ă e-mail: [email protected] în general nu au fost oferite solu ţii specifice de iluminat. Proiectarea iluminatului ar trebui s ă ţin ă cont de datele She is an interior architect, got tehnice şi economice. Consumatorii ar trebui, de her Master's Degree from asemenea, s ă fie mai bine informa ţi asupra propriet ăţ ilor Bilkent University, Faculty of produselor pe care le aleg pentru folosin ţă . Interior Architecture and Environmental Design. She Introducere prepares Ph.D dissertation at Istanbul Technical University, Faculty of Architecture, Building Odat ă cu diminuarea resurselor de energie, Physics Program. She is a valoarea acesteia cre şte şi se impune g ăsirea research assistant at Bahçe şehir unor solu ţii noi de proiectare. Dac ă consumul University, Faculty of Architecture. de energie este controlat, se pot oferi şi solu ţii The topics she is interested are related to psychology of tehnice mai economice şi mai eficiente din light, color of light and energy punct de vedere energetic. Solu ţiile tehnice de efficient lighting design. iluminat eficient depind nu numai de alegerea echipamentelor de iluminat, dar şi de modul de utilizare a echipamentelor de c ătre ocupan ţii Paper accepted at Livenarch 2003 International cl ădirii, dup ă instalarea acestora. S-a stabilit c ă, Congress, Trabzon, Turkey, 1-4 July 2003 . în cazul Turciei, în jur de 50% din energia electric ă casnic ă este consumat ă pentru Received 19 May 2003 iluminat [Onaygil, 2001]. Aceast ă cantitate de energie ar trebui planificat ă şi utilizat ă mai atent. Deoarece trebuie ţinut cont de rolul ocupanţilor, se vor lua în considerare preferin ţele acestora pentru echipamente de CONTROLUL PIERDERILOR DE iluminat, pentru a preveni pierderile de energie. ENERGIE PENTRU ILUMINATUL Acest studiu se concentreaz ă asupra LOCUIN ŢELOR controlului energiei utilizate pentru iluminatul artificial casnic. Se pot enumera factori În Turcia, o cantitate important ă din energia electric ă importan ţi pentru controlul energiei de iluminat consumat este utilizat pentru iluminat. Pentru a ă ă artificial, cum ar fi tipul l ămpii, alegerea controla consumul de energie pentru iluminat, se pot g ăsi aparatului de iluminat, sistemele de control al solu ţii alternative investigând preferin ţele utilizatorilor în ceea ce prive şte iluminatul locuin ţelor. Acest articol iluminatului şi influen ţele în preferin ţele lor. examineaz ă modul de control al consumului de energie Subiectul cercet ării acestui studiu se bazeaz ă pe casnic prin selec ţia corespunz ătoare a l ămpilor şi un rezultat anterior desf ăş urat de autor [Manav, aparatelor de iluminat, a sistemelor de control al 2001]. Studiul a abordat preferin ţele iluminatului. Deoarece p ărerile generale ale oamenilor utilizatorilor pentru aparatele de iluminat sunt influen ţate de preferin ţele lor, tendin ţele în alegerea lămpilor au fost investigate prin intermediul unui domestice, în principal pentru zona de locuit. chestionar. Rezultatele indic ă faptul c ă 64 de persoane Investigarea tendin ţelor în alegerea aparatelor (44,13%) prefer ă s ă utilizeze l ămpi cu incandescen ţă de iluminat a ţinut cont de tipurile de l ămpi. împreun ă cu l ămpile fluorescente compacte. 80 de inând cont de rezultatele cercet rii anterioare, persoane (55%) utilizeaz l mpi fluorescente în toat Ţ ă ă ă ă s-a observat c în general sunt preferate l mpile casa. În timp ce 16 persoane (11,03%) utilizeaz ă numai ă ă lămpi fluorescente, 65 de persoane (44,82%) resping cu incandescen ţă (70%). Studiul de fa ţă complet utilizarea lor. Din examinarea şi categorizarea urm ăre şte investigarea tendin ţelor în alegerea

46 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 lămpilor, preferin ţe şi aplica ţii, şi va oferi urm ătoarea economie de energie: ore de solu ţii alternative pentru a controla pierderile func ţionare: 20.00-24.00 (4 ore pe zi), 1460 ore de energie casnice. anual, economie de energie pe an = 20·10 6·1460 (100-15)=2482·10 9 kWh/an. 1. Proiectarea iluminatului eficient energetic Acest calcul are un rezultat remarcabil. pentru locuin ţe Utilizatorii ar trebui s ă aleag ă l ămpile în func ţie de propriet ăţ ile lor tehnice iar 1.1 Alegerea l ămpilor produc ătorii de l ămpi ar trebui s ă aplice Exist ă patru clase generale de l ămpi pentru etichete pe acestea pentru ca propriet ăţ ile surse de iluminat electric: incandescente, tehnice s ă fie vizibile în momentul alegerii. fluorescente, cu desc ărcare de mare intensitate (HID) şi catod rece. Dintre acestea, l ămpile cu 1.2 Alegerea aparatelor de iluminat incandescen ţă şi cele cu catod rece sunt Aparatele de iluminat au rolul de a distribui utilizate pentru iluminat general, decorativ şi de lumina pe suprafe ţele camerei, a planurilor de accentuare. L ămpile fluorescente sunt utilizate lucru şi a obiectelor. Propriet ăţ ile unui aparat pentru iluminatul general, iar l ămpile HID sunt de iluminat eficient pot fi descrise dup ă cum preferate pentru aplica ţiile de iluminat exterior. urmeaz ă: controlul distribu ţiei energiei Cu toate acestea, datorit ă dezvolt ării continue a luminoase, protejarea l ămpii, sus ţinerea lămpilor, se poate observa o utilizare mai larg ă echipamentului de iluminat şi accesoriilor, a tipurilor de l ămpi, respectiv l ămpile economicitate, eficien ţă ridicat ă, material fluorescente se utilizeaz ă tot mai mult în rezistent şi durabil, potrivit cu alte elemente de iluminat casnic, în timp ce l ămpile HID pot s ă decora ţiuni interioare prin form ă, dimensiune. câ ştige popularitate şi pentru medii interioare. În func ţie de propriet ăţ ile aparatului de Lămpile cu incandescen ţă sunt utilizate de iluminat ales, energia luminoas ă poate fi obicei pentru iluminat decorativ sau în zone distribuit ă ineficient. Aparatele de iluminat care necesit ă surse de iluminat de putere redus ă trebuie s ă fie adaptate la planul de lucru, [Steffy, 1990]. propriet ăţ ile geometrice trebuie considerate Lămpile ar trebui alese în func ţie de datele împreun ă cu lampa instalat ă. Preferin ţele tehnice. Din compararea descrierilor de utilizatorilor finali sunt importante deoarece catalog, se observ ă clar c ă l ămpile fluorescente ace ştia formeaz ă grupul utilizatorilor. sunt mai eficiente decât l ămpile cu Cercetarea preferin ţelor utilizatorilor incandescen ţă (vezi Tabelele 1, 2 pentru referitoare la alegerea aparatelor de iluminat compara ţii de l ămpi). casnic arat ă c ă, statistic, nu exist ă o rela ţie între Cercet ările anterioare arat ă c ă, în locuin ţe, grupele de vârst ă ale utilizatorilor, nivelul de aproximativ 76% dintre participan ţi prefer ă studii, dac ă sunt proprietari sau chiria şi ai lămpile cu incandescen ţă [Manav, 2001]. În locuin ţei şi respectiv preferin ţele pentru completarea l ămpilor cu incandescen ţă , se pot alegerea aparatelor de iluminat [Manav, 2001]. utiliza şi l ămpi fluorescente. L ămpile Leg ătura dintre produc ător, consumator şi fluorescente compacte cu soclul E27, similar cu consultantul tehnic ar trebui s ă fie permanent ă. lămpile cu incandescen ţă , le face mai u şor de Produc ătorii ar trebui s ă fabrice aparatele de instalat. Dezvolt ările recente în tehnologia iluminat în conformitate cu datele tehnice, s ă lămpilor ofer ă diverse m ărimi şi forme pentru fie în contact cu consultan ţii tehnici şi s ă ofere lămpile fluorescente, cu propriet ăţ i de culoare consumatorilor informa ţiile necesare despre foarte bune şi durat ă mare de via ţă . iluminat în faza de vânzare a produsului. În Turcia, cu aproximativ 70 milioane de locuitori, s ă consider ăm c ă sunt 20 milioane 1.3 Echipamente şi sisteme de control al locuin ţe (în cazul în care sunt 3-4 persoane într- iluminatului o locuin ţă ). În acest caz, o lamp ă cu Echipamentele de iluminat sunt toate incandescen ţă de 100 W înlocuit ă cu o lamp ă elementele necesare pentru func ţionarea l ămpii. fluorescent ă compact ă de 15 W determin ă În func ţie de propriet ăţ ile acestor echipamente

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 47 variaz ă calitatea iluminatului şi consumul de un model. Conform acestui cadru, informa ţiile energie, putând ap ărea probleme psihologice şi dobândite pot fi reg ăsite cu u şurin ţă la un fiziologice. moment ulterior. Memoria noastr ă nu Pentru a sc ădea consumul de energie sunt func ţioneaz ă ca un simplu dispozitiv de disponibile sisteme de control al iluminatului. înregistrare, ne reamintim evenimente, pe care Cel mai cunoscut şi r ăspândit este cel de le categoriz ăm, lu ăm decizii. Ne amintim cel diminuare (dimming). Calitatea acestor mai bine informa ţiile care sunt coerente cu ceea regulatoare este important ă pentru consumul de ce ştim sau credem. energie. De asemenea, sunt disponibile solu ţii Concep ţiile generale despre tuburile tehnice precum LUXMATE. Acesta satisface fluorescente, de exemplu, sunt esen ţiale pentru cerin ţele pentru un nivel optim de iluminat şi deciziile utilizatorilor finali. Rezultatele unui reglajele pentru necesit ăţ ile individuale de studiu indic ă faptul c ă multe persoane iluminat, diferitele tipuri de surse de lumin ă consider ă c ă tuburile fluorescente pot fi putând fi reglate digital. dăun ătoare pentru s ănătate, şi de asemenea c ă Exist ă studii asupra rolului l ămpilor lumina natural ă este superioar ă luminii fluorescente şi a echipamentelor de iluminat artificiale [Veitch, 1993]. Probabilitatea ca asupra st ării subiective, cum ar fi impactul aceste persoane s ă investeasc ă în tehnologie flickerului invizibil al l ămpilor fluorescente. În similar ă, indiferent de poten ţialul s ău, este aceste studii, sunt comparate balastul electronic redus ă. Într-un mod asem ănător, utilizarea cu cu cel conven ţional. Dup ă cum se arat ă într-un succes a tehnologiilor ecologice poate difuza studiu de Küller şi Laike [Küller, 1998], către al ţi indivizi sau chiar institu ţii. Persoanele frecven ţa de flicker poate influen ţa undele satisf ăcute de sistemul de iluminat personalizat cerebrale, fapt eviden ţiat prin mijloace îl vor recomanda şi altora [Veitch, 1993]. medicale. Rolul frecven ţei de flicker a l ămpilor Campaniile de publicitate pot fi proiectate fluorescente asupra st ării, performan ţelor şi pentru a profita de acest fapt. confortului psihologic a fost investigat şi, în Costul unui sistem sau al echipamentelor de func ţie de rezultatele statistice, se recomand ă iluminat este de asemenea important în utilizarea balastului electronic de frecven ţă procesul decizional. Subven ţiile de stat pot fi înalt ă, de calitate superioar ă. Balastul necesare pentru a r ăspândi utilizarea anumitor electronic este recomandat şi din punct de tehnici. În Brazilia, pentru un proiect, grupul vedere al eficien ţei energetice [Onaygil, 2001]. utilizatorilor a fost separat în trei grupe, în S-a investigat şi efectul calit ăţ ii iluminatului func ţie de nivelul veniturilor lor. Proprietarii au asupra st ării psihice. Dac ă persoanele sunt subven ţionat 30%, 60% şi 70% din costuri, iar expuse unui iluminat slab sau de calitate redus ă utilizatorii au fost încuraja ţi să utilizeze acea furnizat de l ămpi fluorescente, în anumite tehnologie. La sfâr şitul primului an, consumul cazuri pot suferi de probleme oculare şi de energie a fost redus cu 630 GWh iar oboseal ă [Bommel, 2002]. Sistemele de control produc ţia de energie a sc ăzut cu 120 milioane al iluminatului sunt importante pentru a oferi USD [Tunalı, 2000]. un iluminat de calitate superioar ă. 2. Metoda 1.4 Influen ţe în preferin ţe Percep ţia op ţiunii are un rol esen ţial în Instrumentul de cercetare al studiului este realizarea unui proces. Credin ţele şi a ştept ările chestionarul. Acesta const ă din 7 întreb ări care generale ale utilizatorilor finali au efect asupra investigheaz ă tendin ţele în alegerea tipului deciziilor legate de iluminat. Un grup de lămpii, motivele care stau la baza preferin ţelor cercet ători a abordat acest subiect şi a şi importan ţa iluminatului pentru proprietarii investigat procesele de memorie, procesele locuin ţelor. Au participat la studiu 145 de psihologice pentru stocarea şi reg ăsirea persoane cu profesii diferite şi cu venituri informa ţiilor. Dup ă cum este citat în Veitch diferite. Nu s-au evaluat datele personale, doar [Veitch, 1993], Craick şi Cockhart au propus

48 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 procentele de r ăspunsuri pentru a observa Aceasta concord ă cu literatura [Veitch, 1993], tendin ţele generale. persoanele care sunt familiarizate cu l ămpile cu Prima întrebare s-a referit la tipurile incandescen ţă în locuin ţele lor nu caut ă alte preferate de l ămpi. Participan ţii au avut solu ţii şi consider ă c ă l ămpile fluorescente nu posibilitatea de a alege mai mult de o variant ă. le sunt familiare (5,3%). Alte concep ţii Alegerile au fost: lamp ă cu incandescen ţă , generale sunt: au lumin ă alb ă (3,3%), este o tuburi fluorescente, l ămpi fluorescente lamp ă inutil ă, nefunc ţional ă (2,6%), produce compacte, l ămpi cu halogen şi altele (li s-a zgomot (2%), produce orbie (5,3%), creaz ă cerut s ă le defineasc ă). senza ţia de spa ţiu rece (2%), este inestetic ă A doua şi a treia întrebare au fost corelate. (1,3%) iar 2,6% au declarat c ă utilizeaz ă l ămpi A doua întrebare a urm ărit utilizarea l ămpilor compacte, nu fluorescente (cu toate c ă, de fapt, fluorescente în locuin ţe, pentru a determina lămpile compacte fluorescente sunt l ămpi de tip procentul persoanelor care resping l ămpile fluorescent). L ămpile fluorescente au unele fluorescente. A treia întrebare a fost pentru cei avantaje fa ţă de l ămpile cu incandescen ţă , ceea care resping l ămpile fluorescente şi a investigat ce este de asemenea important pentru eficien ţa motivele pentru aceast ă respingere. energetic ă. Persoanele care sunt mul ţumite de Necesitatea unui consultant de iluminat sistemul lor de iluminat îl vor recomanda şi pentru un proiect este esen ţial ă. A patra şi a altora. Deoarece publicitatea, ştirile, campaniile cincea întrebare au urm ărit s ă afle procentul sunt eficiente în informarea publicului, acestea celor care au cerut asisten ţa unui consultant în pot fi concepute pentru a beneficia de acest iluminat pentru locuin ţele lor şi s ă prezinte avantaj. motivele. Dintre participan ţi, un procent de 3,3% În locuin ţele construite recent sunt oferite consider ă c ă l ămpile fluorescente sunt scumpe, solu ţii de iluminat speciale. Ultimele dou ă 1,3% men ţioneaz ă c ă locuiesc în chirie şi întreb ări s-au referit la acestea, urm ărind dac ă alegerea l ămpilor nu este important ă pentru ei. exist ă o solu ţie special ă de iluminat în Deoarece costul unui sistem sau a locuin ţele lor şi, dac ă DA, în ce parte a echipamentelor de iluminat este important în locuin ţei. luarea deciziilor, anumite proiecte, cum ar fi subven ţia de stat, pot fi necesare pentru a l ărgi 3. Rezultate utilizarea anumitor tehnici şi produse. De şi participarea unui consultant în Rezultatele indic ă faptul c ă 64 de persoane iluminat este important ă pentru orice proiect, (44,13%) prefer ă utilizarea l ămpilor cu numai dou ă persoane (1,3%) din 145 au incandescen ţă şi fluorescente compacte, apreciat aceast ă importan ţă şi au solicitat împreun ă. 80 de persoane (55%) utilizeaz ă serviciile unui consultant. Motivele pentru a nu lămpi fluorescente în orice parte a locuin ţei. În apela la un consultant au fost urm ătoarele: timp ce 16 persoane (11,03%) utilizeaz ă numai consultantul nu este necesar, familiarizare cu lămpi fluorescente, 65 de persoane (44,82%) le produsele şi l ămpile tradi ţionale. R ăspunsurile resping complet – Figura 1 prezint ă procentele arat ă clar c ă, pentru un grup de persoane, pentru utilizarea l ămpilor. iluminatul unui spa ţiu înseamn ă în continuare Motivele de respingere sunt enumerate în instalarea oric ărui tip de lamp ă. Persoanele care Tabelul 4. Aproape 10% din participan ţi au apelat la un consultant (1,3%) au subliniat declar ă c ă nu apreciaz ă l ămpile fluorescente. faptul c ă sunt con ştiente de importan ţa Alte motiva ţii au fost urm ătoarele: deranjante iluminatului. (2%) şi deranj de la frecven ţa de flicker (2%). În unele din construc ţiile recente, sunt Aceasta este similar cu Küller şi Laike, care au oferite tavane false cu aparate de iluminat, în studiat rolul frecven ţei de flicker a l ămpilor baie, şi iluminat indirect pentru buc ătării, dar în fluorescente asupra st ării subiective. general nu sunt solu ţii speciale de iluminat Conform chestionarelor, concep ţiile pentru restul locuin ţei. Ultimele dou ă întreb ări generale au un rol esen ţial în alegerea l ămpii. au fost adresate pentru a eviden ţia aceast ă

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 49 concep ţie. Din evaluarea r ăspunsurilor se lor, f ără a fi con ştiente de propriet ăţ ile tehnice. observ ă c ă, din 145 de persoane, 128 (88,2%) Motivele de respingere arat ă c ă, indiferent de declar ă c ă nu au o solu ţie special ă de iluminat diferen ţele culturale, declara ţiile similare sunt în locuin ţele lor. 17 persoane (11,7%) au avut valabile în ţă ri diferite. Studiile comparative propuneri pentru solu ţii de iluminat când s-au asupra preferin ţelor pentru l ămpi şi motivele de mutat în locuin ţă , iar acestea erau pentru respingere pot fi realizate pentru a ob ţine buc ătărie, baie şi zona de locuit, dup ă cum se situa ţii mai generale. Pentru a dep ăşi anumite observ ă în Figura 2. convingeri, se pot concepe campanii de Solu ţiile de iluminat sunt iluminatul indirect publicitate, se pot realiza proiecte cu subven ţie pentru b ăi şi buc ătării, aplice pentru iluminat pe de stat sau prin sponsorizarea din partea tavan sau pe perete. În afar ă de acestea, nu firmelor interna ţionale de iluminat. exist ă sisteme specifice de control al Echipamentele de iluminat şi sistemele de iluminatului, cum ar fi peretele sp ălat” de control sunt disponibile pentru a scădea lumin ă, iluminatul în scaf ă în orice loc din cas ă consumul de energie. Aceste sisteme pot fi sau un sistem de control la distan ţă . prezentate publicului şi pot fi aplicate în proiecte. 4. Concluzii Alegerea aparatelor de iluminat este de asemenea important ă din punct de vedere al Economia de energie nu se realizeaz ă numai consumului de energie. Aparatele de iluminat prin stingerea luminilor. Num ărul şi tipul de trebuie proiectate şi produse în conformitate cu lămpi pot fi stabilite pentru a economisi anumite principii. Produc ătorii ar trebui s ă fie energie. L ămpile trebuie selectate în func ţie de în contact cu consultan ţii tehnici. Ei ar trebui s ă datele tehnice şi toate produsele din comer ţ ar ofere informa ţiile tehnice necesare despre trebui marcate în func ţie de propriet ăţ ile lor produse iar consumatorii ar trebui s ă fie mai tehnice. con ştien ţi de propriet ăţ ile produselor pe care le Conform rezultatelor acestui studiu, un prefer ă. num ăr mare de persoane resping utilizarea tuburilor fluorescente ca rezultat al concep ţiilor

50 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 Conferin ţe şi simpozioane

ILUMINAT 2003 A II-a Conferin ţă interna ţional ă de iluminat Cluj-Napoca, 8-9 mai 2003

Florin POP Universitatea Tehnic ă din Cluj-Napoca

A II-a Conferin ţă interna ţional ă ILUMINAT 2003 s-a desf ăş urat la Cluj-Napoca în 8-9 mai 2003, în organizarea Universit ăţ ii Tehnice – Centrul de Ingineria Iluminatului, S.C. Filiala de Distribu ţie şi Furnizare a Energiei Electrice ELECTRICA Transilvania Nord S.A. şi S.C. Energobit Schréder Lighting S.R.L. Au fost prezentate 32 lucr ări din cele 48 trimise Conferin ţei, unii autori neputând participa din motive personale sau profesionale. Participan ţii, autori sau auditori, au contribuit la înaltul nivel ştiin ţific al conferin ţei. Tematica cercet ărilor prezentate a acoperit întregul domeniu al Luminii şi Iluminatului – mediul luminos interior şi exterior, eficien ţa energetic ă – ac ţiuni şi solu ţii, sisteme de comand ă şi control, parametrii fotometrici şi colorimetrici, noi dispozitive de m ăsur ă, aplica ţii software, alimentarea cu energie electric ă a instala ţiilor, istoric şi spa ţiul arhitectural. Lucr ările au fost realizate de echipe de cercetare din str ăin ătate - Algeria, Austria, Belgia, Cuba, Finlanda, Fran ţa, Ungaria, Coreea, Germania, Grecia, Italia, Africa de Sud, Marea Britanie şi SUA – şi de colective Ramon SAN MARTIN, Spania, Axel STOCKMAR, universitare şi companii na ţionale din Bucure şti, Germania, Dorin BEU, C ătălin G ĂLĂŢ ANU şi Cluj, Craiova, Ia şi, Timi şoara, Tg. Mure ş. Florin POP, România. O Sesiune de Postere a fost dedicat ă Conferin ţa a fost onorat ă de prezen ţa Dr. lucr ărilor echipei de cercetare de la LAEL – Axel STOCKMAR, Pre şedintele Comitetului Light & Architectural Environment Laboratory, Na ţional German de Iluminat, Profesor Dr. Universitatea Kyung Hee, Coreea, absen ţa lor Cornel BIANCHI, Pre şedintele Comitetului fiind determinat ă de cauzele medicale SARS. Na ţional Român de Iluminat şi de participarea Comitetul Ştiin ţific a fost alc ătuit din unor reprezentan ţi ai şcolilor na ţionale de domnii Wout van BOMMEL, Olanda, Cornel iluminat din Grecia, Finlanda şi Coreea (prin BIANCHI, România, David CARTER, Marea Sesiunea de Postere). Au fost prezen ţi Domnii Britanie, Marc FONTOYNONT, Fran ţa, Luciano Michel De BRUYN, Director Schréder Group, DI FRAIA, Italia, Liisa HALONEN, Finlanda, Belgia, Sandor ALMASI, Director general Jozsef HORVATH, Ungaria, Mehmet Şener Tungsram-Schréder, Ungaria, Nigel BOX, KÜÇÜKDO ĞU, Turcia, Director URBIS Schréder Group GIE, Marea

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 51 Conferin ţe şi simpozioane

Britanie, Necdet KINALI, Director pentru Europa As you know one of the roles of CIE, the Central ă şi de Est TRIDONIC, Austria şi Gabriel International Commission for Illumination, is IOSIF, Director general OSRAM România. spreading the knowledge on light and lighting. Consider ăm c ă ILUMINAT 2003 a fost un In this respect your conference is important FORUM al comunit ăţ ii interna ţionale because it helps spreading the international luminotehnice, interesant şi util. Aceasta şi lighting news into the Romanian lighting datorit ă eforturilor Comitetului de organizare, community. But it is also important because it Comitetului ştiin ţific, Secretariatului şi helps spreading important Romanian research întregului colectiv ce a contribuit la buna results into the international community. desf ăş urare a Conferin ţei. I wish you all a learnsome and enjoyable Domnul Wout van BOMMEL, Pre şedintele Conference. CIE - Comisia Interna ţional ă de Iluminat -, men ţioneaz ă în mesajul s ău: Warm regards, „În ultimii cinci ani am participat la trei conferin ţe de iluminat în România. Am fost Wout van Bommel, President of the CIE încântat de fiecare dat ă, impresionat de varietatea subiectelor importante şi având Programul social a întregit în mod fericit satisfac ţia unor discu ţii interesante. Regret în caracterul ştiin ţific al sesiunilor de lucru. mod sincer c ă de data aceasta, datorit ă unor Rela ţiile între membrii comunit ăţ ii de angajamente anterioare, nu voi putea participa speciali şti s-au dezvoltat în mod firesc, s-au la ILUMINAT 2003, în special pentru c ă este închegat noi prietenii şi s-au pus bazele unor organizat ă în pl ăcutul ora ş Cluj-Napoca, de viitoare colabor ări profesionale în folos care m ă leag ă amintiri frumoase. Dup ă cum reciproc. cunoa şte ţi, unul din rolurile CIE este de a Lucr ările au fost prezentate în limbile român ă disemina informa ţia în domeniul luminii şi sau englez ă, cu asigurarea traducerii simultane. iluminatului. În acest sens, Conferin ţa S-a editat volumul de lucr ări al conferin ţei, Dumneavoastr ă este important ă pentru c ă atât în fom ă tip ărit ă cât şi electronic ă. ajut ă la diseminarea nout ăţ ilor luminotehnice Conferin ţa s-a bucurat de sprijinul deosebit interna ţionale c ătre comunitatea luminotehnic ă al Filialei de Distribu ţie şi Furnizare a Energiei din România. Dar, în acela şi timp, este Electrice Transilvania Nord S.A., desf ăş urându-se important ă pentru c ă ajut ă la diseminarea unor în elegantul Centru de Perfec ţionare, Instruire rezultate importante ale cercet ării din România şi Recuperare ELECTRICA şi a fost către comunitatea interna ţional ă.” sponsorizat ă de Energobit Schréder Lighting S.R.L. şi Energolux S.R.L.. Organizarea Dear Prof. POP and ILUMINAT 2003 conferin ţei a fost realizat ă de firma Cocktail participants, The last 5 years I was three times Time, e-mail [email protected]. in Romania to take part in a lighting Prezentarea detaliat ă a conferin ţei, programul conference. I have enjoyed all three times. de desf ăş urare, lista lucr ărilor şi participan ţilor Each time again I was impressed about the se g ăsesc şi pe site http://iluminat.xc.ro. variety of important subjects dealt with and I had great joy in participating in the stimulating discussions. I really feel sorry that, because of earlier made appointments, this time I cannot Adres ăm invita ţia de participare la cea de A III-a participate in ILUMINAT 2003 especially also Conferin ţă interna ţional ă ILUMINAT 2005 because it is held in the comfortable city of şi A III-a Conferin ţă în iluminat Cluj-Napoca, of which I have such good BALKANLIGHT 2005 ce vor avea loc în memories. Cluj-Napoca, inima Transilvaniei, 12-13 mai 2005.

52 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 Conferin ţe şi simpozioane

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 53 Conferin ţe şi simpozioane

Lista lucr ă rilor ş i participan ţ i l o r

1 AHN Hyug Keun*, PARK Hoon**, CHUNG Yu Gun*, 9 BOUROUSIS Konstantinos, ATHANASAPOULOU KIM Jeong Tai* Maria, TOPALIS Frangiskos V. * Department of Architectural Engineering, Kyung Hee National Technical University of Athens, School of University, Yongin, Korea; ** Shinan Corp., Seoul, Korea Electrical and Computer Engineering, Photometry SUBJECTIVE RESPONSES OF DAYLIGHTED Laboratory, Athens, Greece ENVIRONMENT IN ATRIUM SEMI-AUTONOMOUS PHOTOVOLTAIC SYSTEM FOR STREET LIGHTING 2 AHN Hyun Tae*, KIM Chansu**, MOON Ki Hoon***, KIM Jeong Tai* 10 BOX Niegel * Department of Architectural Engineering, Kyung Hee URBIS Schréder Group GIE, UK University, Yongin; ** Yeojoo Institute of Technology, FUTURISTIC LIGHTING IN THE URBAN Yeojoo; *** KSCFC, Umsung, Korea LANDSCAPE SEOUL OUTDOOR LIGHTING PLAN 11 CARTER David J 3 AL ĂMOREANU Alexandru University of Liverpool, UK Art and Design University, Cluj-Napoca, Romania HUMAN RESPONSE TO INTERIORS LIT USING LUMINA CA MEDIU ŞI OBIECT AL PERCEP ŢIEI LIGHT PIPE SYSTEMS (Light as perception environment and object) 12 CHINDRI Ş Mircea, ŞTEF ĂNESCU Silviu, CZIKER 4 BĂLĂŞ OIU Adrian*, PETROVICI Virgil** Andrei * Interiors Data Trade; ** Romanian Television Technical University, Cluj-Napoca, Romania ILUMINAT ARHITECTURAL ÎN BUCURE ŞTI: NEUTRAL CURRENTS IN ELECTRICAL SYSTEMS PRIVIRE CRITIC Ă ŞI ALTERNATIVE (Bucharest SUPPLYING LIGHTING NETWORKS architectural lighting: critical view and alternatives) 13 CHUNG Yu Gun*, DO Seok Jin**, KIM Sook You***, 5 BERRUTTO Vincent*, BERTOLDI Paolo*, ROTARU RYU Hyun Gi****, KIM Jeong Tai* Corneliu** * Department of Architectural Engineering, Kyung Hee *European Commission - Joint Research Centre, Institute for University, Yongin, Korea; ** Department of Architecture, Environment and Sustainability, Ispra, Italy; **ARCE – Yeojoo Institute of Technology, Yeojoo, Korea; *** Romanian Agency for Energy Conservation Department of Interior Architecture Design, Suwon GREEN LIGHT IN ROMANIA Science College, Korea; **** Department Architectural Engineering, Chungju National University Chungju, Korea 6 BEU Dorin DAYLIGHTING PERFORMANCE NOMOGRAPHS OF Technical University, Lighting Engineering Center UTC-N, TOPLIT ATRIUM Cluj-Napoca, Romania ILUMINATUL ÎNTRE FUNC ŢIONAL ŞI SUBIECTIV 14 CÂMPEANU Gheorghe, COSTEI Maria, VI ŞAN (Lighting between functional and subjective) Ion, MATEI Stelian, CIOCÂRLIE Nicoleta, OR ŢAN Alina, PETRE Emanuela 7 BIANCHI Cornel*, BURLACU Camelia** Agronomy and Veterinary Medicine University, Bucharest, * President of the Romanian National Committee on Illumination, Romania Civil Engineering University, Building Services Faculty CERCET ĂRI PRIVIND INFLUEN ŢA LUMINII ** CNRI – Romanian National Committee on Illumination, MONOCROMATICE DE TIP LED ASUPRA Bucharest, Romania PERFORMAN ŢELOR PRODUCTIVE, CALIT ĂŢ II CULOAREA APARENT Ă A SURSELOR DE LUMIN Ă, CARCASELOR ŞI A ST ĂRII DE S ĂNĂTATE A PUILOR COMPONENT Ă DETERMINANT Ă ÎN FUNC ŢIONALITATEA BROILER (Research regarding the influence of the led ŞI ESTETICA MEDIULUI LUMINOS INTERIOR (Light type monochromatic lighting on the chicken breeding) sources apparent color, a determinant component in functionality and aesthetics of interior lighting 15 COUREAUX MOCKEY Israel Omar environment) University of Oriente, Cuba LIGHT POLLUTION, A CURRENT PHENOMENON 8 BISKETZIS N., POLYMEROPOULOS G., TOPALIS IN THE CITY OF SANTIAGO DE CUBA Frangiskos V. National Technical University of Athens, School of 16 DEHOFF Peter*, BEU Dorin** Electrical and Computer Engineering, Photometry * Zumtobel Staff – Austria; ** Technical University, Laboratory, Athens, Greece Lighting Engineering Center UTC-N, Cluj-Napoca, Romania SOME REMARKS ON THE MESOPIC VISION IN THE NEW EN 12 464 COMPARISON WITH THE PHOTOPIC AND SCOTOPIC VISION

54 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 Conferin ţe şi simpozioane

17 ELOHOLMA Marjukka, KETOMAKI Jaakko, 26 IGNAT Jan, POPOVICI C ătălin ORREVETELAINEN Pasi, HALONEN Liisa ”Gh. Asachi” Technical University, Iassy, Romania Helsinki University of Technology, Lighting Laboratory, CUNOA ŞTERE ŞTIIN ŢIFIC Ă ŞI CIVILIZA ŢIE Finland TEHNIC Ă ÎN DOMENIUL SURSELOR ELECTRICE PEDESTRIAN VISIBILITY IN ROAD LIGHTING DE LUMIN Ă (Scientific knowledge and technical CONDITIONS civilization in the field of electric lighting sources)

18 FARA Silvian, FINTA Dumitru 27 IGNAT Jan, CHERECHE Ş Cristian S.C. IPA S.A., Bucharest, Romania ”Gh. Asachi” Technical University, Iassy, Romania SISTEME FOTOVOLTAICE DE ILUMINAT PENTRU ILUMINATUL ELECTRIC LA IA ŞI – UN ORA Ş CU ZONE RURALE IZOLATE (Photovoltaic lighting systems EDILI LUMINA ŢI (Electric lighting at Iassy – historical for isolated county areas) view)

19 GĂLĂŢ ANU D. C ătălin, VI ŞAN Daniel, CARAPANU 28 IOACHIM Dan, NEMESCU Mircea, LUCACHE George Dorin ”Gh. Asachi” Technical University, Iassy, Romania ”Gh. Asachi” Technical University, Iassy, Romania SISTEM DE ILUMINAT PENTRU STATUIA LUI MIHAI VARIANT Ă DE CALCUL AL ILUMINATULUI VITEAZU (Lighting system for “Mihai Viteazu” statue) STRADAL (Calculation variant of the roadway illumination) 20 GLIGOR Adrian, GRIF Hora ţiu Ştefan, SARCHIZ Dorin 29 JEONG In Young, AHN Hyun Tae, KIM Jeong Tai “Petru Maior” University, Tg. Mure ş, Romania Department of Architectural Engineering, Kyung Hee DIMENSIONAREA OPTIM Ă A RE ŢELEI DE University, Yongin, Korea ALIMENTARE A UNOR SURSE DE ILUMINAT LIGHT POLLUTION OF OUTDOOR LIGHTING IN UNIFORM DISTRIBUITE (Optimal design of a supply SHOPPING COMPLEX network for uniformly distributed lighting sources) 30 JEWELL James 21 GLIGOR Adrian, GRIF Hora ţiu Ştefan, SARCHIZ Dorin Lindsley/Jewell Architectural Lighting, San Francisco, “Petru Maior” University, Tg. Mure ş, Romania California, USA GRAFUL OPTIM AL UNEI RE ŢELE ELECTRICE DE “PRESENT AT THE CREATION”, ONE UTILITY’S ALIMENTARE A SURSELOR DE ILUMINAT (Optimal BEGININGS IN CONSERVATION graph of an electric supply network for lighting) 31 KATERI Ifigenia, CHONDRAKIS Nicolas, TOPALIS 22 GLIGOR Viorel, HYVARINEN Mikko, HALONEN Liisa, Frangiskos V. LEHTOVARA Jorma National Technical University of Athens, School of Helsinki University of Technology, Lighting Laboratory, Electrical and Computer Engineering, Photometry Finland Laboratory, Athens, Greece KNOWN AND LESS KNOWN ASPECTS OF LIGHTING ENERGY SAVING IN LIGHTING OF SCHOOL IN OFFICE WORK BUILDINGS BY UTILIZATION OF DAYLIGHT

23 GOLOVANOV Nicolae, POSTOLACHE Petru, 32 KIM Jeong Tai*, KIM Gon** TOADER Cornel * Architectural Engineering Department, Kyung Hee POLITEHNICA University, Energetics Faculty, Bucharest, University, Yongin, Korea; ** Department of Architecture, Romania Andong National University, Andong, Korea SOLU ŢII TEHNICE ACTUALE PENTRU ASIGURAREA ADDITIONAL ROLE OF REINTRODUCED SUNLIGHT ILUMINATULUI PUBLIC EXTERIOR (MODERN IN DAYLIT BUILDING ENVIRONMENT TECHNICAL SOLUTIONS FOR PUBLIC LIGHTING) 33 KINALI Necdet 24 GRIF Hora ţiu Ştefan, GLIGOR Adrian, DUB Vasile TRIDONIC, Austria “Petru Maior” University, Tg. Mure ş, Romania ENERGY SAVING INTERIOR AND EXTERIOR FUZZY LOGIC THEORY IN DAYLIGHT CONTROL LIGHTING

34 LAPORTE JEAN-FRANCOIS*, GILLET MARC**, 25 GRIF Hora ţiu Ştefan, GLIGOR Adrian DE BRUYN MICHEL** “Petru Maior” University, Tg. Mure ş, Romania DAYLIGHT CONTROLLER BASED ON CMAC * Genlyte-Thomas Group, France; ** Schréder Group, Belgium NETWORK META ANALYSIS OF UPWARD FLUX FROM FUNCTIONAL ROADWAY LIGHTING INSTALLATIONS

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 55 Conferin ţe şi simpozioane

35 MAIER Virgil, RAFIROIU Corina, PAVEL Sorin, 42 SAFFIDINE-ROUAG Djamila RUSSU Marius University of Constantine, Department of Architecture & Technical University, Cluj-Napoca, Romania Town Planning, Algeria PREDETERMINATION STEP ACCOMPLISHMENT A FAULTY DAYLIGHTING DESIGN AND THE FOR THE ROAD LIGHTING DESIGN IRRATIONAL APPEAL TO ELECTRIC LIGHT IN CLASSROOMS 36 MATEI Stelian Faculty of Electrical Engineering, Peninsula Technikon 43 STOCKMAR Axel Cape Town, South Africa LCI Light Consult International, Germany ENERGY EFFICIENT SOLUTION: SOLID-STATE USE OF THE UNIFIED GLARE RATING CONCEPT ILLUMINATION (LED’s LIGHTING) IN PRACTICE

37 MIRCEA Ion, RU ŞINARU Denisa 44 SZABO Elisabeta, TATAR Elek, BETEGH Katalin University, Electrotechnic Faculty, Craiova, Romania S.C. PIEME S.R.L., Cluj-Napoca, Romania ANALIZA PARAMETRILOR CALITATIVI AI CRITERIILE PRINCIPALE ALE PROIECT ĂRII SISTEMELOR DE ILUMINAT CU L ĂMPI SISTEMULUI DE ILUMINAT INTERIOR ŞI FLUORESCENTE (Analysis of the qualitative EXTERIOR LA IMOBILELE MONUMENT ISTORIC parameters of the lighting systems with fluorescent DIN STR. MATEI CORVIN NR. 4 CLUJ-NAPOCA ŞI lamps) ”VULTURUL NEGRU” DIN BAIA MARE (Main criteria for interior and exterior lighting system design for 38 ORBAN Şandor*, POP Florin**, POP Horia F*** historical monuments from Cluj-Napoca - 4, Matei Corvin St. * Greif Hungary Ltd., ** Technical University, Lighting - and Baia-Mare - „Vulturul Negru” – Black Eagle) Engineering Center UTC-N, *** “Babes-Bolyai” University, Department of Computer Science, Cluj-Napoca, Romania 45 ŞORA Ioan*, GHI ŢUIC Ă Cristian**, P ĂUŢ Ioan** CHROMATICITY IN ARCHITECTURAL LIGHTING * POLITEHNICA University, ** S.C.ELBA S.A. Timi şoara, – A LUMINOUS ENVIRONMENT FEATURE Romania ELECTROENERGETIC EFFICIENT SOLUTIONS 39 POP Florin FOR ROAD LIGHTING Technical University, Lighting Engineering Center UTC-N, Cluj-Napoca, Romania 46 TSIKALOUDAKI Katerina, ARAVANTINOS Dimitris ENERGY EFFICENCY IN LIGHTING – NORMS, Laboratory of Building Construction and Physics, REALITY AND TRENDS Aristotle University of Thessaloniki, Greece ESTIMATING THE OUTDOOR ILLUMINATION 40 POP Mihaela*, POP Horia F**, POP Florin* LEVELS UNDER CLEAR SKY CONDITIONS IN ATHENS, *Technical University, Lighting Engineering Center GREECE UTC-N, ** “Babes-Bolyai” University, Department of Computer Science, Cluj-Napoca, Romania 47 ŢIG ĂNA Ş Şerban, OPINCARIU Dana LQ – A TOOLKIT FOR LIGHTING QUALITY Technical University, Architecture and Urbanism Faculty, EVALUATION Cluj-Napoca, Romania ARCHITECTURAL SPACE CREATION AS LIGHTING 41 RA ŢĂ Camelia MODELLING Bra şov City Council, Romania MĂSURI DE EFICIEN ŢĂ ENERGETIC Ă ŞI DE 48 VI ŞAN Daniel, G ĂLĂŢ ANU D. C ătălin REDUCERE A POLU ĂRII LUMINOASE ÎN ”Gh. Asachi” Technical University, Iassy, Romania MUNICIPIUL BRA ŞOV (Actions for energy efficiency PROBLEME SPECIFICE ALE UNUI SISTEM DE and lighting pollution reduction in the city of Braşov) ILUMINAT PENTRU O FÂNTÂN Ă ARTEZIAN Ă (Specific problems for an artesian well lighting system)

.

56 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 Informa ţii

CL ĂDIRE INOVATIV Ă DE BIROURI ILUMINAT, PRODUCTIVITATE ŞI ENERGIE

Jorma LEHTOVAARA, Viorel L. GLIGOR , Liisa HALONEN Helsinki University of Technology – Lighting Laboratory

În decembrie 2000 a fost inaugurat ă la Helsinki University of Technology o nou ă cl ădire demonstrativ ă destinat ă cercet ărilor în domeniul iluminatului “Valotalo” (Casa luminii). Au fost aplicate cele mai noi tehnologii experimentale pentru integrarea iluminatului artificial şi natural pentru a valida eficien ţa energetic ă şi acceptan ţa oamenilor. În fa ţada din sud au fost integrate panouri fotovoltaice de putere de maximum 7 kW. Pe acoperi şul 2 cl ădirii a fost montat un sistem de înc ălzire solar ă de 30 m pentru a produce ap ă cald ă menajer ă. De asemenea, pe acoperi ş este construit ă o înc ăpere pentru evaluarea iluminatului natural. În interiorul cl ădirii, fiecare înc ăpere a Laboratorului de Iluminat are un sistem de control diferit: dou ă tipuri de sistem de control LON şi noul sistem de control cu protocol DALI. Ferestrele sudice de la etajul III au jaluzele orizontale dotate cu motor în partea inferioar ă şi panouri t ăiate cu laser în partea superioar ă a cadrului ferestrei. În present se studiaz ă performan ţele tehnologiei instalate. Sunt strânse date despre disponibilitatea energiei, este m ăsurat ă şi analizat ă luminan ţa şi chestiona ţi utilizatorii. În birouri este m ăsurat ă orbirea iar distribu ţia luminan ţei este analizat ă în diferite anotimpuri şi perioade ale zilei utilizând un sistem digital de analiz ă fotometric ă.

“Casa luminii” de umbrire. Ferestrele cu orientare sudic ă de la etajul al treilea au jaluzele orizontale dotate cu Noua arip a Departamentului de Inginerie motor în partea inferioar ă şi panouri t ăiate cu ă laser în partea superioar a cadrului ferestrei. Electric ă şi Comunica ţii, inaugurat ă în ă decembrie 2000 la Universitatea de Tehnologie Scopul acestor panouri este de a elimina orbirea direct de la iluminatul natural i de a din Helsinki, a fost proiectat ă pentru a crea un ă ş mediu optim pentru cercetarea în domeniul redirec ţiona lumina soarelui spre tavan şi mai adânc în înc pere. În acest mod lumina care iluminatului. Numele cl ădirii este “Valotalo” – ă “Casa Luminii”. Obiectivul este de a aplica ajunge pe tavan este împr ăş tiat ă în înc ăpere. cele mai noi tehnologii experimentale pentru Toate înc ăperile Laboratorului de Iluminat au integrate diferite sisteme de control. integrarea iluminatului artificial şi natural, pentru a valida eficien ţa energetic ă şi acceptan ţa oamenilor. Energia solar ă

Cl ădirea este structurat ă pe patru etaje. La parter şi la primul etaj este un net café, Sistem Termal Solar respectiv biblioteca departamentului. La al Sistemul de înc ălzire solar ă montat pe doilea şi al treilea etaj sunt înc ăperile acoperi şul “Casei Luminii” are ca scop Laboratorului de Iluminat şi s ălile de clas ă. prepaparea apei calde menajere. Consumul de Panourile termo-solare şi o înc ăpere ap ă cald ă este mare datorit ă prezen ţei cafeteriei experimental ă cu pere ţi de sticl ă, care este un departamentului. Aria total ă a colectorului de 2 dispozitiv de cercetare a luminii naturale, sunt înalt ă temperatur ă acoperit cu sticl ă este de 30 m plasate pe acoperi şul teras ă al cl ădirii. şi puterea medie estimat ă este 13 kW. Energia Panourile fotovoltaice sunt integrate termic ă produs ă este înmagazinat ă într-un architectural şi estetic în fa ţada sudic ă a rezervor de ap ă cald ă de 2400 litri şi distribuit cl ădirii. Panourile sunt utilizate şi ca elemente în instala ţia interioar ă de ap ă cald ă.

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 57 Informa ţii

Figura 1 Instala ţia de energie solar ă a sistemului termo-solar (a) şi panourile fotovoltaice (b)

Dup ă 12.548 de ore de supraveghere, ore totale de operare; (5) energia total sistemul de înc ălzire solar ă a produs o cantitate acumulat ă [kWh]; şi (6) starea sistemului. total ă de energie de 15.868 MWh pentru un Unit ăţ ile de control conectate la linia AC 3 volum de 3885,34 m ap ă cald ă. Puterea maxim colecteaz ă datele furnizate de invertoare şi apoi o proceseaz , vizualizeaz i transmit în func ie înregistrat ă de sistem a fost de P max =18,6 kW ă ă ş ţ 3 pentru un debit de 0,94 m /h şi o temperatur ă de cerin ţele utilizatorului. Unitatea de control de 48 ºC. este un sistem central de achizi ţii de date şi diagnoz ă pentru pan ă la 50 de invertoare, ceea ce permite un sistem flexibil de conducere cu Panouri Fotovoltaice control de la distan ţă a componentelor şi Pe suprafa ţa fa ţadei sudice a cl ădirii s-a transmiterea datelor relevante ale sistemului la PC. montat un sistem de panouri fotovoltaice între Cantitatea de energie electric ă economisit ă parter şi etajul III. Sistemul de panouri serve şte într-un an de sistemul PV a fost de 4 421 kWh. i ca element de umbrire. Puterea maxim a ş ă Cantitatea redus ă de energie economisit ă (~12 panourilor este de 7 kW. Re eaua fotovoltaic ţ ă kWh zilnic) se datoreaz ă prafului provenit de la con ine 140 de module de înalt eficien din ţ ă ţă un şantier din apropiere. O nou ă arip ă a fost silicon policristalin a cate 50 W fiecare. Aria 2 construit ă în ultimul an la departamentul din total ă a panourilor este 60 m . Modulele sunt apropiere de “Casa Luminii” iar praful a afectat proiectate s reziste condi iilor vitrege i ă ţ ş performan ţele panourilor. continu ă s ă func ţioneze eficient. Curentul continuu produs de panouri este convertit în curent alternativ de patru invertoare cu o “Cubul de sticl ă” eficien ţă de 96% în condi ţii optime (eficien ţa este 94% deja la 0,25 PACnom ) şi furnizat ă “Cubul de sticl ă” este localizat pe acoperi şul sistemului de distribu ţie. Invertoarele trasmit cl ădirii. Aria total ă a cubului este 4x4 m şi date prin conductoare utilizând comunicarea în ălţimea este 2,7 m. Pere ţii (orienta ţi în prin linia principal ă, ceea ce face ca datele direc ţiile cardinale) constau din elemente de 1 m fiec ărei componente s ă fie accesibile în aproape lăţ ime din sticl ă. Elementele pere ţilor şi ai orice punct al cl ădirii. Parametrii achizi ţiona ţi tavanului nu sunt duble. Cubul este dotat cu pentru diagnoz ă şi control sunt: (1) PV - draperii pentru întuneric şi jaluzele orizontale. tensiune şi curent; (2) tensiunea re ţelei şi Dimensiunile şi orientarea ferestrelor pot fi la frecven ţa; (3) curentul şi puterea furnizat ă; (4) alegere.

58 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 Informa ţii

Figura 2 Fa ţada sudic ă a “Casei Luminii” şi “Cubul de Sticl ă” montat pe acoperi ş

Pentru m ăsur ări în interiorul înc ăperii cubul Sistemul Mimo LON are un control cu este echipat cu un sistem cu 10 canale de iluminare constant ă cu un fotosenzor, achizi ţii de date. Datele referitoare la lumina întreruptor rotativ şi senzor de ocupare. natural ă sunt strânse cu un senzor orizontal şi Sistemul DALI const ă dintr-un panou montat patru verticali de pe acoperi şul de lâng ă cubul pe perete cu 4 scene pre-programate, controlul de sticl ă. ocup ării şi iluminare constant ă cu multi-senzor Proiectul de cercetare ‘The Productive şi telecomand ă IR. Office 2005’ include studii de laborator în direc ţia iluminatului artificial şi natural. Vor fi Teste de performan ţă cu sistemul cu iluminare studiate caracteristicile vizuale ale monitoarelor, constant ă cantitatea şi calitatea parametrilor ilumin ării Obiectivul testului a fost de a m ăsura locurilor de munc ă moderne şi efectul orbirii performan ţa sistemului de constrol func ţie de produse de iluminatul natural asupra lumina natural ă Helvar-Mimo LON şi s ă productivit ăţ ii. Testele de productivitate şi stabileasc ă economia de energie realizat ă de performan ţă vizual ă cu observatori vor fi sistem. Testul sistemului de control a fost realizate în cubul de sticl ă. Rezultatele studiilor realizat timp de o s ăpt ămân ă în mai 2001, de laborator vor fi legate de dezvoltarea zilnic de la 8 am la 5 pm. modelului de productivitate. Proiectul este Înc ăperea test era un birou cu dimensiunile parte a Programului de Tehnologie a Cl ădirilor de 4,8x3x3 m situat la etajul III. Fereastra Sănătoase al Tekes, Agen ţia de Tehnologie vertical ă dublu-vitrat ă era orientat ă spre vest. Na ţional ă. Scopul programului este de a Jaluzele verticale erau deschise pe durata îmbun ătăţ i ciclul de via ţă curent al cl ădirilor şi testului. să extind ă durata de serviciu. Instrumente de m ăsur ă Controlul iluminatului Înc ăperea a fost echipat ă cu trei foto- senzori orizontali (senzor fa ţă lang ă fereastr ă, senzor mijloc în mijlocul înc ăperii şi senzor În “Casa Luminii” sistemele de control al spate opus ferestrei) la în ălţimea planului de iluminatului difer de la o înc pere la alta: sunt ă ă lucru. Localizarea foto-senzorilor a fost aleas ă dou ă sisteme de control LON (sisteme LON şi în acord cu protocolul de monitorizare IEA. Helvar-Mimo LON) i noul sistem Digidim ş Foto-celule exterioare - orizontal ă şi vertical ă Helvar, bazat pe protocolul DALI. Sistemul orientat ă spre vest - au fost pozi ţionate pe LON are doar control manual al iluminatului.

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 59 Informa ţii acoperi şul cl ădirii. Citirea foto-senzorilor şi a Economia de energie a fost calculat ă pentru tensiunii semnalului de control al balastului era intervalul de timp între 8 a.m. şi 5 p.m. Puterea înregistrat ă la fiecare minut. de referin ţă a fost puterea maxim ă a sistemului de iluminat pe perioada nop ţii. Economia de energie Ilumin ările înregistrate şi energia consumat ă Puterea consumat ă de aparatele de iluminat, calculat ă într-o zi acoperit ă par ţial (19 Mai pentru evaluarea economiei de energie, a fost 2001) sunt prezentate în Figura 3. Datele calculat ă din înregistr ările valorilor semnalului referitoare la lumina natural ă sunt prezentate în de control şi al m ăsur ătorilor efectuate cu o Figura 4. Energia economisit ă pentru aceast ă zi sfer ă integratoare. În sfera integratoare a fost a fost de 61%. Pe timpul testului economia de măsurat fluxul luminos şi puterea consumat ă pe energie zilnic ă a fost între 49…63% cu o tot domeniul semnalului de control (0…10 V). valoare medie de 58%

1600 12 sensor_front 1400 sensor_middle 10 1200 sensor_rear dim_voltage 8 1000 800 6 600 4 Iluminare, lx 400

2 Tensiune reglaj Vdc 200 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8: 9: 0: 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 Timp

Figura 3 Performan ţa unui sistem de lumin ă constant ă într-o zi semi-acoperit ă

90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 Iluminare, lx 20000 10000 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 :0 :0 :0 :0 :0 :0 :0 :0 :0 :0 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

Timp

Figura 4 Iluminarea orizontal ă exterioar ă

controlate de utilizatori. Panourile t iate cu Panouri t ăiate cu laser ă laser ocup ă interiorul p ărţii superioare a cadrului ferestrei. Sunt patru tipuri de panouri: La etajul III, ferestrele orientate spre sud de la (1) panouri fixe – t ăiate normal; (2) panouri cu dou birouri i de la un hol pentru pauze de ă ş rotire pe mijloc – t ăiate normal; (3) panouri cu cafea sunt echipate cu jaluzele motorizate i ş rotire pe lateral ă – t ăiate normal şi (4) panouri panouri t iate cu laser. Jaluzelele ocup ă ă fixe – t ăiate la 10º. Raportul t ăieturilor pentru jum ătatea inferioar ă a ferestrei şi sunt toate panourile este D/W =4/6=0,66, unde

60 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 Informa ţii

D este distan ţa dintre t ăieturi şi W este - pentru panourile fixe cu t ăietura laser cu adâncimea t ăieturii (grosimea panoului). înclinare de 10º lumina de la în ălţimi mari Panourile fixe cu t ăietur ă normal ă se este direc ţionat ă mai adânc în înc ăpere. comport ă dup ă cum urmeaz ă: Orientarea panourilor mobile t ăiate cu laser - vara aproape toat ă lumina soarelui este pot fi ajustate continuu pentru a ob ţine o admis ă şi direc ţionat ă spre tavan; penetrare optim ă a luminii soarelui în înc ăpere. - aproape jum ătate din lumina echinoxului Scopul panourilor t ăiate cu laser este de a este direc ţionat ă spre tavan; elimina orbirea direct ă produs ă de soare şi de a redirec iona lumina soarelui spre tavan i spre - lumina iernii trece f ără deflexie sau cu ţ ş deflexii minore; partea opus ă ferestrei. Acest lucru a fost ob ţinut, dar în anumite situa ţii panourile însele - lumina difuz de la cerul acoperit este ă devin noi surse de orbire, dup ă cum se observ ă puternic direc ţionat ă spre tavan; în Figura 5-b pentru panouri ajustabile (fereastra din mijloc).

Figura 5 Fereastr ă f ără panouri (a), cu panouri ajustabile (b) şi panouri fixe – t ăiate normal (c) 2 Luminan ţe [cd/m ] şi distribu ţia luminan ţelor într-o zi senin ă la amiaz ă

Concluzii manual este necesar ă o interven ţie frecvent ă a ocupan ilor pentru a economisi semnificativ ţ energie. Controlul digital al luminii d ă noi Cantitatea de energie solar ob inut este de ă ţ ă posibilit ăţ i pentru a face şi salva scenarii de aşteptat s ă creasc ă dup ă adoptarea programului iluminat pre-programate. Senzorul de ocupare de cur ire i între inere. Totu i, din motive ăţ ş ţ ş este o unealt ă util ă şi ieftin ă pentru economia arhitecturale, nu este posibil ob inerea pantei ă ţ de energie pentru iluminat din cl ădirile de optime pentru panourile PV, astfel încât birouri cu condi ţia ca plasarea lui s ă fie puterea sistemului este întotdeauna mai mic ă proiectat ă cu aten ţie pentru a garanta ac ţiunea decât cea nominal . ă dorit ă. Economiile de energie cu sistemul de Panourile verticale t ăiate cu laser (cu unghi lumin constant sunt mari chiar în Finlanda ă ă fixa sau cu o înclinare de 10º) func ţioneaz ă între Martie şi Octombrie. Aceasta necesit ă bine la altitudini solare mari,dar cu rotirea lor totu i rezolvarea problemelor cauzate de ş este posibil ă îmbun ătăţ irea penetr ării luminii orbirea provocat de lumina natural cu un ă ă naturale şi controlul orbirii în orice anotimp. sistem avansat de jaluzele pentru redirec ţionarea luminii naturale. Cu jaluzelele controlate Dup ă un an de utilizare, cl ădirea demonstrativ ă “Casa Luminii” a atins unul din

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 61 Informa ţii scopurile sale: de a oferi studen ţilor şi cercet ătorilor din domeniul iluminatului de la Universitatea de Tehnologie din Helsinki un mediu optim pentru o mai bun ă întelegere, Primit 16 Iunie 2003 experien ţă şi descoperirea unor noi sensuri ale ă luminii. Investiga ţiile prezente şi viitoare Lucrarea a fost prezentat ă la Conferin ţa EPIC dezvoltate aici stabilesc c ăi proprii pentru 2002 AIVC, 23-26 Octombrie 2002, Lyon, integrarea noilor tehnologii în cl ădirile Fran ţa obi şnuite, pentru a ajuta oamenii s ă se simt ă şi să lucreze bine în medii îmbun ătăţ ite. Traducere Dr. Dorin BEU

62 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 Informa ţii

IMPACTUL TEHNOLOGIEI LED PRECUM ŞI IMPLEMENTAREA ACESTEI TEHNOLOGII IN ROMÂNIA . LED - LUMINA EFICIENT Ă ENERGETIC A VIITORULUI

Stelian MATEI Peninsula Technikon, Facultatea de Inginerie Electric ă, Cape Town, Africa de Sud

Schimb ări dramatice în tehnologia luminii sunt în curs de desf ăş urare. Pâna nu de curând, semiconductoarele Led erau folosite numai ca simple indicatoare în diferite circuite electronice sau juc ării. Noile tehnologii descoperite au permis producerea de Led-uri puternice şi eficiente. În multe aplica ţii au început deja s ă înlocuiasc ă l ămpile cu filament, în special acolo unde se cere durabilitate şi temperatur ă scazut ă. România posed ă o infrastructur ă în domeniul semiconductorilor, care ar putea fi îmbun ăta ţit ă şi perfec ţionat ă cu fonduri reduse, astfel încât s ă aduc ă profituri imense din produsele comercializate precum şi din economiile de energie. Singura cale pentru ancorarea ţă rii noastre în domeniul acestor tehnologii de vârf ar fi un sprijin consistent din partea statului: “Cazul unei ini ţiative na ţionale pentru lumina cu semiconductori”.

Privire de ansamblu Opera ţia de conversie se face la rece, ceea ce atrage o eficien ţă extrem de ridicat ă comparativ Ca indicatoare, afi şaje numerice, panouri de cu sursele de lumin ă obi şnuite. Lumina este reclam ă precum şi, în general, în industrie, practic generat ă în interiorul unui cristal aproape toat ă lumea este familiar ă cu a şa semiconductor, parcurs de un current electric. numitele Led-uri. Datorit ă luminii slabe emise, Cristalul semiconductor const ă dintr-o precum şi a paletei restrânse de culori, folosirea jonc ţiune semiconductoare de tip Aluminiu, lor a fost limitat ă pâna nu de curând. Noile Indiu, Galiu şi Fosfor sau Indiu, Galiu, Azot şi tehnologii şi materialele descoperite recent au poate produce pân ă la patru culori reu şit îns ă extinderea paletei de culori precum şi fundamentale, cum sunt Ro şu, Galben, Verde, a eficien ţei luminoase, devenind comparabil ă, Albastru, cu nuan ţe în jurul acestora şi lumin ă dac ă nu chiar mai ridicat ă decât a becurilor Alb ă. O palet ă extrem larg ă de culori se poate obi şnuite cu filament. Led-urile nu au filament ob ţine prin combinarea celor trei culori de baz ă sau p ărţi de sticl ă, sunt extrem de mici, u şoare (Ro şu, Albastru, Verde) în propor ţiile dorite, şi au o durat ă de via ţa mult mai lung ă, procedeu asem ănător celui din televizoarele comparativ cu sursele de lumin ă tradi ţionale. color. Pentru o perioad ă lung ă de timp de acum înainte, Led-urile par a cuceri zone ale pie ţei de Procesul de fabrica ţie lumini inaccesibile lor cu ani urm ă. Utilizarea lor a devenit extrem de larg ă începând cu Aşa cum s-a men ţionat anterior, lumina este indicatoarele de frâna la automobile, iluminatul generat ă în interiorul unui cristal stradal şi terminând cu aplica ţii în medicin ă, semiconductor ale c ărui dimensiuni nu 3 biotehnologie, precum şi domenii noi înc ă dep ăş esc 1 mm . În ansamblul Led-ului, neexplorate. capsula din plastic precum şi terminalele ocup ă, de fapt, cea mai mare parte din volum. Ce sunt Led-urile Procesul de fabrica ţie a Led-urilor este cunoscut sub denumirea de “epitaxial”, Led (în englez ă “Light Emitting Diode” - deoarece structurile cristaline ale materialului Diod ă Emi ţă toare de Lumin ă) este o semiconductor sunt crescute efectiv una component ă semiconductoare ce converte şte deasupra celeilalte. Acest proces de cre ştere energia electric ă în fotoni, respectiv în lumin ă. epitaxial ă permite folosirea unor materiale

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 63 Informa ţii semiconductoare ce nu puteau fi utilizate asocieri şi investi ţii au fost încurajate şi anterior, ob ţinându-se de structuri de înalt ă sus ţinute de c ătre guverne cu vederi înaintate, precizie şi puritate. con ştiente de sursa de progres pe care le reprezent ă noile tehnologii şi, nu în ultim ă Situa ţia pe pia ţa mondial ă a tehnologiei Led instan ţă , efectul consumului extrem de redus de energie precum şi impactul ecologic pozitiv Tehnologia Led şi-a c ăpatat pe bun ă dreptate (grad ridicat de reciclare a materialelor). Spre renumele de “cea mai mare revolu ţie în exemplu, guvernul japonez finan ţeaz ă un domeniul luminilor de la inven ţia becului“ şi a program de peste 40 milioane de dolari pentru determinat multe din companiile de tradi ţie din dezvoltarea şi perfec ţionarea tehnologiei Led, acest domeniu s ă-şi revizuiasc ă nu numai în vederea înlocuirii pâna în anul 2005 a strategia pe termen lung dar şi întreaga becurilor cu filament cu cele bazate pe Led-uri. investi ţie tehnologic ă. O apreciere a Ministerului Industriei şi Aşa cum a declarat dr. Dieter BOPST, Comer ţului din Japonia arat ă c ă înlocuirea a pre şedintele Companiei Osram, una dintre cele numai 10% din sursele conven ţionale de mai mari companii din domeniu, tehnologia lumin ă cu Led-uri va atrage o economie de Led va acapara în urm ătorii ani aproape 17% energie electric ă echivalent ă cu 5 centrale de din cifra total ă de afaceri a pie ţei surselor de 1350 MW. Un alt exemplu este oferit de lumin ă şi va determina o revizuire total ă a Australia, unde municipalitatea ora şului însu şi conceptului de surs ă de lumin ă. Aceast ă Melbourne a ini ţiat un program în valoare de declara ţie, în contextul actualei revolu ţii 57 milioane lire pentru înlocuirea a peste tehnico-ştiintifice, a avut un impact 60.000 de semafoare cu Led-uri, ceeea ce va extraordinar pe plan interna ţional, iar multe atrage o reducere a consumului energetic de firme de tradi ţie s-au gr ăbit s ă se alinieze la pâna la 90% , precum şi reducerea costului de noua tehnologie. între ţinere de pân ă la 76%. Astfel, firme de tradi ţie în lumini au decis Noua tehnologie Led este îns ă cel mai să se asocieze cu firme sau grupuri din puternic sus ţinut ă în SUA, atât sub aspectul domeniul semiconductorilor pentru a-şi finan ţă rii de c ătre guvern cât şi al aplicabilit ăţ ii men ţine suprema ţia. Spre exemplu, Philips şi în teritoriu. Astfel, în ora şul Los Angeles sunt Hewlett Packard au format compania alocate peste 120 milioane de dolari pentru “Lumileds”, General Electric şi Emcore Corp. implementarea “programului verde” destinat au format “GelCore LLC” iar Osram împreun ă dot ării semafoarelor cu Led-uri, num ărul cu Siemens au format “Opto Osram” şi, de ora şelor dornice s ă introduc ă noile surse de curând, “Infineon Technologies”. Noua lumin ă fiind, îns ă, mult mai mare. tehnologie a luat oarecum prin surprindere aceste mari companii pentru simplul motiv c ă Situa ţia României în domeniul tehnologiei Led este bazat ă pe prelucrarea sticlei şi a gazelor rare. Tehnologia “Solid-State” este o tehnologie a În pofida unui oarecare embargo tehnologic ”semiconductorilor”, unde alte companii, cu impus de ţă rile industrializate şi datorit ă profil total diferit, de ţin suprema ţia atât în dificult ăţ ilor inerente create de un sistem privin ţa pie ţei cât şi a know-how-ului. Ambele economic neperformant, şcoala româneasc ă a părţi au realizat îns ă destul de repede c ă continuat s ă produc ă valori intelectuale experien ţa şi cuno ştin ţele fiec ăreia sunt la fel incontestabile, chiar şi în perioada de importante şi c ă o asociere este esen ţial ă. comunismului, care pot contribui substan ţial la Investi ţii dep ăş ind sute de milioane de reconectarea ţă rii nostre la circuitul tehnologic dolari au fost folosite pentru achizi ţionarea de şi tehnico-ştiin ţific mondial. părţi sociale sau pentru asocierea cu companii Industria de semiconductoare a f ăcut primii de profil electronic capabile s ă utilizeze eficient pa şi înc ă din 1968 prin înfiin ţarea IPRS capitalul mobilizat pentru perfec ţionarea şi Băneasa în ideea de a alimenta industria valorificarea tehnologiei Led. Multe din aceste electronic ă româneasc ă cu un spectru larg de

64 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 Informa ţii componente electronice. A urmat apoi, în 1977, competi ţional, ştiut fiind c ă evolu ţiile în acest înfiin ţarea Întreprinderii Microelectronica cu domeniu se m ăsoar ă deja în luni şi chiar zile. scopul extinderii şi diversific ării gamei de În ceea ce prive şte tehnologia Led-urilor componente electronice care s ă deserveasc ă sunt de men ţionat dou ă evenimente majore care necesita ţile interne şi ale întregii pie ţe CAER. au încercat s ă marcheze p ătrunderea ţă rii În 1988, Microelectronica a f ăcut un pas noastre în acest domeniu de vârf: (1) Seminarul semnificativ în reducerea decalajului organizat de Academia Româna în Mai 2001, tehnologic fa ţă de ţă rile dezvoltate, prin cu invitarea unor personalita ţi de renume din realizarea în premier ă a unui microprocesor de domeniu şi (2) anun ţul fabric ării primului Led tip Z80. Decalajul tehnologic era la acea vreme de culoare alb ă în România, în luna Decembrie de numai trei ani şi avea tendin ţa s ă se reduc ă 2001. Evenimentul în premier ă s-a produs la în continuare prin eforturile speciali ştilor de Microelectronica cu ajutorul companiei Vetco acolo. Un alt pas important în reducerea din Cape Town, dar, în special, prin priceperea decalajului tehnologic dar şi în scurtarea şi elanul unor cercet ători cum sunt Dr.ing Liviu perioadei de trecere de la cercetare la produc ţia JALBA, ing. M. MUGUR şi ing. A. GABRIEL, de componente de vârf s-a f ăcut prin crearea în pofida unor dot ări modeste. Cele dou ă Institutului de Microtehnologii, ca partener şi evenimente ar putea reduce decalajul aliat al Microelectronicii. Noul institut şi-a tehnologic al României la numai trei ani cu focalizat aten ţia c ătre utilizarea technologiei condi ţia mobiliz ării şi unor resurse financiare MOS (Metal Oxide Semiconductor) în ale statului în vederea achizi ţion ării de utiliaje producerea de circuite integrate de putere, şi echipamente de produc ţie strict necesare precum şi tehnologia de Led-uri standard (Ga (cca. 500 mii dolari). În caz contrar, exist ă As). La implementarea noilor tehnologii au fost riscul, ca de altfel şi în alte domenii, s ă se atrase, pe lânga Microelectronica, şi alte înstr ăineze aceast ă tehnologie care ar putea institute de cercetare şi întreprinderi din acea aduce beneficii ţă rii, înzecit fa ţă de efortul vreme - IPA, Electroprecizia, Electromagnetica, financiar, relativ modest, prefigurat. Automatica, IPR Curtea de Arge ş, care le-au Dup ă cum este cunoscut, Microelectronica utilizat ulterior în domeniul lor specific de nu particip ă la nici un lan ţ industrial activitate, respectiv automatiz ări, telecomunica ţii interna ţional şi nici nu face parte din lumea şi industria auto. În aceast ă perioad ă, tehnologia produc ătorilor de semiconductori de talie Led a atins apogeul la Microelectronica, care a mondial ă, astfel înc ăt s ă-şi permit ă devenit unul dintre importan ţii furnizori de achizi ţionarea pe cont propriu a echipamentelor Led-uri din Estul Europei. necesare. În plus, de şi este vorba de o Dup ă schimb ările politice intervenite în 1989, tehnologie în premier ă, întreprinderea se industria româneasc ă de semiconductoare a confrunt ă şi cu dificult ăţ i în demararea pe scar ă încercat s ă se cupleze la pia ţa interna ţional ă mai larg ă a produc ţiei, care ţin în principal de: prin componente pentru telecomunica ţii, - taxe excesiv de ridicate la importul de computere şi Led-uri obi şnuite, dar s-a lovit de materiale şi structuri rare, precum şi de o concuren ţă puternic ă venit ă din partea ţă rilor componente şi subansamble necesare asiatice (China, Coreea, Taiwan, Hong-Kong). fabric ării semiconductorilor; Chiar dac ă penetrarea pie ţei a fost relativ - lipsa de experien ţă în domeniul aprovizion ării modest ă, nu trebuie ignorat faptul c ă baza cu materii prime rare şi în comercializarea teoretic ă şi tehnologic ă a României este înc ă produselor finite; ridicat ă şi destul de dinamic ă, ceea ce ar - inexisten ţa unui program articulat de dezvoltare permite, cu un sprijin substan ţial din partea în care aceast ă industrie s ă fie reconsiderat ă. statului, demararea în for ţă a acestui sector şi Dificult ăţ ile de mai sus vin s ă sus ţin ă afirma ţia recuperarea decalajului ce ne desparte de ţă rile unuia dintre inginerii de la Microelectronica, men ţionate. Orice întârziere în sus ţinerea şi potrivit c ăruia ”cel mai mare ajutor pentru noi dezvoltarea acestei baze tehnologice va duce, din partea statului, în lipsa finan ţă rii îns ă, la pierderea definitiv ă a trenului men ţionate, ar fi s ă nu ne pun ă be ţe în roate”.

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 65 Informa ţii

Ar fi timpul ca, dup ă atâ ţia ani de la Introducerea tehnologiei Led în România revolu ţie, factorii politici s ă ia serios în este iminent ă şi nu ţine de politic ă, deci considerare necesitatea sus ţinerii acestui sector Guvernului Român nu-i rămâne decât s ă economic, unde activeaz ă speciali şti de vârf, hot ărasc ă la ce pre ţ şi cât de rapid. Integrarea în care trebuie retribui ţi şi aprecia ţi în mod Comunitatea European ă va for ţa România s ă corespunz ător şi nu trata ţi ca simpli salaria ţi. accepte, probabil, componente sau tehnologii Speciali ştii în domeniul semiconductorilor apar periferice la momentul respectiv, când probabil şi se dezvolt ă în jurul unei experien ţe, iar va fi prea târziu pentru industria de secretul perfec ţion ării lor este pasiunea şi semiconductori să recupereze sau, eventual, s ă accesul la informa ţie. Un astfel de specialist, fie foarte costisitor. Un program adecvat de odat ă preg ătit în ţar ă şi perfec ţionat în sus ţinere înc ă de pe acum a acestei tehnologii str ăin ătate, cu experien ţa acumulat ă, nu are ar economisi multe milioane de dolari, înlocuitor nu numai în România ci şi în întreaga nemaivorbind despre ecomomia imens ă de zon ă Est European ă. energie ce s-ar realiza în acest interval de timp. Una dintre modalit ăţ ile simple de Perspectivele tehnologiei Led în România promovare, la care riscul de afacere este extrem de redus şi care, de altfel, este derulat ă cu România posed ă o infrastructur ă în domeniul succes în mai multe ţă ri, este ini ţierea de semiconductorilor care, cu fonduri extrem de programe de sponsorizare la nivel local sau reduse, ar putea fi îmbun ătăţ it ă şi perfec ţionat ă, na ţional, pentru introducerea Led-urilor în astfel încât s ă aduc ă profituri imense din semafoare şi alte indicatoare luminoase. produsele comercializate. În mod surprinz ător, Programul poate avea caracter de parteneriat infrastructura din România este superioar ă între stat şi industria local ă de semiconductori, multor ţă ri. Ca un exemplu Africa de Sud care, pe o durat ă limitat ă de timp, în care în pofida bog ăţ iilor sale naturale imense, are produc ătorul se oblig ă s ă furnizeze şi s ă industrii electronice numai în mod virtual iar între ţin ă aceste componente cu resursele Led-urile sânt în totalitate exportate. Aceast ă financiare proprii, iar Guvernul se angajeaz ă s ă ţar ă are îns ă avantajul c ă posed ă o re ţea de achizi ţioneze Led-uri în termeni şi condi ţii distribuire a semiconductorilor foarte larg ă şi flexibile. Cu alte cuvinte, rela ţia furnizor-pia ţă bine organizat ă, care o face atractiv ă pentru este stabil ă şi controlat ă strict de Guvern pe o orice produc ător din lume. Tehnologia Led este durat ă limitat ă. practic inexistent ă în Africa de Sud, atât O alt ă posibilitate ar fi relaxarea şi chiar datorit ă pre ţului ridicat al componentelor, cât şi eliminarea taxelor vamale la achizi ţionarea de a lipsei de calificare a for ţei de munc ă. Este de materii prime, structuri sau subansamble din la sine în ţeles c ă o astfel de structur ă este domeniul tehnologiei Led, ceea ce ar atrage deosebit de vulnerabil ă şi de multe ori tinde s ă diminuarea costurilor de fabrica ţie precum şi interfereze cu politica intern ă. De remarcat c ă cre şterea competitivit ăţ ii produselor pe pia ţa acest lucru se poate întâmpla şi cu România mondial ă de semiconductori. Acest lucru ar dac ă nu se iau m ăsurile de rigoare. atrage deasemenea diminuarea decalajului fa ţă Tehnologia Led implic ă dezvoltarea de ţă rile cu tradi ţie în acest domeniu. cererilor pe orizontală pentru produse chimice, Ast ăzi, spre exemplu, un transport de substan ţe rare şi materiale cu grad ridicat de componente sau subansamble legate de prelucrare şi puritate care, la rândul lor, atrag tehnologia Led, cu valoare de 10.000 Euro, alte necesita ţi legate de instruire şi cost ă Microelectronica în jur de 2000 Euro (cca perfec ţionare, respectiv şcoli, facult ăţ i, institute 20% din valoarea facturii), l ăsând numai câteva de cercet ări ş.a. Se poate spune c ă, în acest procente margine de profit. Aceast ă situa ţie domeniu, comparativ cu cel al tehnologiilor face aproape imposibil ă achizi ţionarea cu tradi ţionale, principiul concuren ţei interne nu mijloace proprii de ma şini sau echipamente se mai aplic ă, ci mai degrab ă rela ţia de necesare manufactur ării de calitate şi în condi ţii investi ţii. de profitabilitate a comenzilor de Led-uri. Din

66 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 Informa ţii motivele amintite mai sus, multe din utilajele şi - nu genereaz ă c ăldur ă, esen ţial în cadrul tehnologiile achizi ţionate în ultima perioad ă de sistemelor cu aer condi ţionat; timp, strict necesare de altfel produc ţiei, au fost - durat ă de func ţionare extrem de lung ă (cel procurate mai mult prin rela ţii personale, pu ţin 10 ani) care nu este asociat ă cu entuziasm sau patriotism din afar ă decât prin defectarea, ci cu atenuarea performan ţelor rela ţii normale de afaceri. Asemenea achizi ţii luminoase; rămân destul de fragile, în special când - ofer ă o gam ă foarte larg ă de culori, lucru termenii scur ţi şi garan ţiile limitate pun în esen ţial în cazul panourilor de afi şaj; pericol echipamentele achizi ţionate. - dimensiuni mici; În pofida dificult ăţ ilor men ţionate mai sus - lumina este concentrat ă pe o direc ţie precis ă precum şi a faptului că ţara noastra este înc ă care poate elimina folosirea de reflectoare considerat ă ca fiind de nivelul “lumii a treia”, sau alte sisteme optice; poten ţialul României nu este de ignorat iar - domenii de aplicabilitate largi, cum ar fi statele cu tradi ţie în materie de tehnologii Led medicina şi biotehnologie. men ţin înc ă oarecare restric ţii la transferul de Merit ă de subliniat faptul c ă, sub aspectul utilaje, practicând deasemeni o politic ă de aplicabilita ţii, aria de utilizare a Led-urilor a pre ţuri piperate la unele materiale şi dep ăş it de mult sectorul unic al iluminatului. componente. Astfel, în medicin ă, lumina monocromatic ă de Aşa cum se poate observa, lumea a fost deja tip Led produce vindec ări ale r ănilor u şoare şi împ ărţit ă în domeniul tehnologiei Led şi este este foarte eficient ă în tratamentul migrenelor. pu ţin probabil ca vreun investitor s ă-şi îndrepte În agricultur ă, Led-urile accelereaz ă cre şterea aten ţia spre România, atâta timp cât Asia plantelor, sporirea în greutate a puilor de gain ă îndep ărtat ă pare mult mai atractiv ă. Singura şi dezvoltarea lor locomotorie (aproape de dou ă cale pentru ancorarea ţă rii noatre în domeniul ori mai repede decât în cazul celor crescu ţi sub acestor tehnologii de vârf ar fi un sprijin lumina obi şnuit ă). În fermele de g ăini, lumina pe consistent din partea statului nu numai pentru baz ă de Led-uri atrage îmbun ătăţ irea produc ţiei companii dar şi pentru institu ţii de înv ăţ amânt de ou ă şi carne. Luând în considerare numai superior din acest domeniu, cu atragerea pe cât acest din urm ă aspect, se poate aprecia cu posibil şi a unor fonduri de la Uniunea uşurin ţă profiturile substan ţiale ce pot fi aduse European ă. de aceste Led-uri nu numai firmelor, dar şi în general, statului român. Impact, avantaje În prezent, tehnologia Led este pe cale s ă înlocuiasc ă complet l ămpile din semafoare, Este bine cunoscut c ă un bec obi şnuit folose şte indicatore rutiere şi feroviare, precum şi din numai 15% din energia electric ă, în timp ce sistemele de afi şaj sau reclam ă din magazine, restul energiei se irose şte prin c ăldur ă, de unde şcoli, aeroporturi. Marile panouri de reclam ă şi numele de “surs ă de lumin ă incandescent ă”. din pie ţe sau centre populate au devenit deja Probabilitatea de defectare a unor asemenea aplica ţii tradi ţionale, iar l ămpile cu neon sunt surse incandescente este de cca 50% dup ă aproape pe cale de dispari ţie. numai 2000 de ore de func ţionare. Acest lucru, Ca o concluzie, argumentele prezentate precum şi fragilitatea extrem de ridicat ă (corp anterior ar putea pleda cu putere în favoarea de sticl ă şi filament sub ţire) fac ca tehnologia promov ării în România a tehnologiei Led. Led s ă ofere incontestabil o solu ţie net superioar ă. Dintre avantajele surselor de lumin ă Bibliografie pe baz ă de Led-uri sunt de remarcat urm toarele: ă 1 Academia Român ă - Raport evenimente din Aprilie 2001 - consumul energetic poate ajunge la numai 2 Cotidianul Ziua din 19 Aprilie 2001 10% din consumul unui bec obi şnuit; 3 Bucharest Business week, April 2001 - foarte rezistente la intemperii şi agen ţi chimici; 4 Rompress, 8 Martie 2002

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 67 Informa ţii

5 Conferin ţa Na ţional ă a Cercet ării - Aprilie 2002 11 T. Drennen, R. Haitz and J. Tsao: Transforming the 6 P.S. Martin, J. Bhat, D. Collins, W. Goetz, R. Khare, Lighting Sector With Semiconductor Lighting A. Kim, C. Lowery, Ludowise, G. Mueller, R. Mueller- Technologies , USAEE/IAEE Annual Meetings, Mach, S. Rudaz, D. Steigerwald, S. Stockman, S. Philadelphia, PA, September 24-27,2000,pp 1-20 Subramanya, S-C Tan, J. Thompson, T. Trottier: High 12 OSRAM: Lighting Program 2000/2001 Power, High Efficiency, Long Life Solid State 13 Data Catalogue, Hanover 2000 Lighting Solutions Lumileds presentation, MRS 14 Sandia/Agilent article in Compound Semiconductor November 26 th 2001 Boston, MA pp.1-38 Magazine Another Semiconductor Revolution: This 7 S. Bartlett: Shedding light on residential consumers Time It's Lighting!, March 2000 Central Bureau os Statistics, Norway, pp. 221-235. 8 Office of Building Technology, State and Community Programs Energy Efficiency and Renewable Energy : Stelian MATEI Frontiers in Solid State Lighting , US Department of Dipl. Ing. Energy, August 2001, pp 1-4 Department of Electrical Engineering 9 Sandia National Laboratories : A Revolution in Peninsula Technikon Lighting: Building the Science and Technology Base P.O. Box 1906, Bellville 7536 South Africa for Ultra-Efficient Solid State Lighting , FY02 2 nd Year Renewal, pp 1-18 Tel.: +27.21.9596012 10 T. Drennen, R. Haitz and J. Tsao : A Market Diffusion Fax: +27.21.9596117 and Energy Impact Model for Solid State Lighting e-Mail: [email protected] SAND2001-2830J , SANDIA Corporation, August 23, 2001, pp 1-29 Primit ă la 30 Mai 2003

68 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 Informa ţii

CENTRUL DE INGINERIA ILUMINATULUI – UTC-N LIGHTING ENGINEERING CENTER – LEC

Florin POP Universitatea Tehnic ă din Cluj-Napoca

Centrul de Ingineria Iluminatului UTC-N Viorel GLIGOR, Mircea CHINDRI Ş şi Silviu Lighting Engineering Center (LEC) a luat fiin ţă ŞTEF ĂNESCU). ca urmare a programului Tempus-Phare CME- Cu ocazia vizitei a fost prezentat noul sediu 03551-97 [15 decembrie 1998 – 14 martie 2000] al Laboratorului de Iluminat (prezentat în acest – informa ţii în pagina web num ăr al revistei) şi noile proiecte de cercetare http://bavaria.utcluj.ro/~lec]. şi înv ăţă mânt (preg ătirea unor speciali şti pentru Activitatea Centrului a fost prezentat ă în Universitatea din Shanghai, China). Dr. Dorin numerele anterioare al revistei (1 – 10) pentru BEU s-a reîntâlnit cu trei absolven ţi ai Sec ţiei ac ţiunile organizate începând cu înfiin ţarea Instala ţii pentru construc ţii afla ţi acum la studii acestuia în 25 aprilie 2000 prin decizie a în Finlanda: Viorel GLIGOR – doctorand la Biroului Senatului Universit ăţ ii Tehnice, pân ă Laboratorul de iluminat, Edmund KOVACS – în ianuarie 2003 când s-a tip ărit num ărul 10 masterand în domeniul iluminatului şi C ătălina (Winter) 2002 al revistei. IONESCU – doctorand în domeniul înc ălziri. Mul ţumiri d-lui Viorel GLIGOR pentru 8 - 9 mai 2003 - Conferin ţa Interna ţional ă sprijinul acordat în desf ăş urarea vizitei în cele ILUMINAT 2003 , în colaborare cu ELECTRICA mai bune condi ţii. - Filiala Transilvania Nord Cluj şi S.C. Energobit Schréder Lighting S.R.L.

4 - 14 iunie 2003 – Programul European ERASMUS , Conf. Dr. Dorin BEU, vizit ă la Helsinki University of Technology. Au fost sus ţinute 6 ore de curs studen ţilor de la Masterat. Titlurile prezent ărilor au fost: înv ăţă mântul luminotehnic din România, sisteme de iluminat din birouri, impactul obstruc ţiilor asupra iluminatului din birouri, sisteme de iluminat realizate în România în ultimii ani. Vizita a prilejuit reîntâlnirea cu prof.dr. Editarea revistei Ingineria Iluminatului cu Liisa HALONEN, şefa Laboratorului de Iluminat de la Helsinki. Colaborarea cu partea o apari ţie semestrial ă, în colaborare cu S.C. Filiala de Furnizare i Distribu ie ELECTRICA finlandez ă fiind început ă odat ă cu programul ş ţ Tempus-Phare CME- 03551-97 Lighting Transilvania Nord S.A. şi Editura Engineering Center – LEC, care a cuprins MEDIAMIRA. Num ărul urm ător - anul 5, nr. vizitele partenerilor finlandezi la Cluj în mai 12/Winter - va ap ărea în decembrie 2003. 1999 (D-na Liisa HALONEN şi D-l Eino Elaborarea de studii privind optimizarea TETRI) şi a partenerilor români la Helsinki în anumitor sisteme de iluminat , la solicitarea 1999-2000 (D-nii Florin POP, Dorin BEU, unor parteneri.

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 69 Informa ţii

În conexiune cu activitatea desf ăş urat ă pe pe baza finan ţă rii ob ţinute prin programul linie universitar ă este de men ţionat continuarea Tempus-Phare, a sprijinului acordat de colabor ării interna ţionale în cadrul programului conducerea Universit ăţ ii Tehnice, a resurselor european ERASMUS, în baza Contractului financiare extrabugetare atrase prin câ ştigarea Institu ţional SOCRATES-ERASMUS 2002-2003. unor granturi de cercetare, prin organizarea Între Universitatea Tehnic ă din Cluj-Napoca şi unor cursuri postuniversitare şi a Helsinki University of Technology, Universitat sponsoriz ărilor oferite cu generozitate de Politecnica de Catalunia şi University of diferite firme de specialitate şi ale unor Liverpool sunt încheiate Acorduri Bilaterale de absolven ţi ai sec ţiei de Instala ţii pentru colaborare în domeniul ingineriei iluminatului, Construc ţii: la care vor participa Dr. Florin POP şi Dr. Dorin BEU. Se continu ă astfel parteneriatul cu Profesor Liisa HALONEN – Lighting Laboratory, PHILIPS România / FLASH Transilvania OSRAM România Profesor Ramon SAN MARTIN – Estudios TOTAL Quality/ACI Antrepriza Construc ţii Instala ţii Luminotecnicos şi Dr. David CARTER – LEGRAND România / Electro Daniella Lighting Research Unit început prin PRAGMATIC Comprest numeroasele programe de cercetare şi ABB România schimburi academice desf urate în colaborare ELBA ăş RH Trust în ultimii ani. SOCLU ROMINSTAL Construct Centrul de Ingineria Iluminatului UTC-N î i ş TIM Trustul Instala ţii Montaj desf ăş oar ă activitatea în cadrul Laboratorului DALKIA România de Instala ţii electrice şi Iluminat, Catedra de MEGAVOX Confort Instala ii pentru Construc ii, Universitatea BURIDAVA 2000 Serv ţ ţ LIDER ProdCarn Tehnic ă din Cluj-Napoca. Amenajarea spa ţiului ARGOS şi modernizarea tehnic ă a fost şi este posibil ă

70 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 Informa ţii

LIGHTING IN THE NEW WORLD New Directions in Lighting Energy Efficiency

Cristian ŞUV ĂGĂU BC Hydro, Vancouver, Canada

In the past two releases of the “Ingineria Iluminatului” we have introduced the energy efficiency standards and the new technology that will help the North American continent to better conserve energy and protect the environment. Debating these issues was necessary in order to ease the presentation of the direction that this continent is embarking on its quest for lighting energy efficiency. Achieving energy efficiency in lighting is not an easy task, it requires dealing with many factors like education, design, construction process and legislation.

Education. It can not be more wrong to affirm difficult negotiation between the contractor and that Lighting is an old science, and nothing the designer on this issue. When not explained major has been introduced since 30-40 years and understood properly, the customer risks to ago. Yet, novices to the industry and those with be faced with serious operation costs when little or no lighting experience continue to say choosing the cheaper non-efficient solution. that. The result is that the application of the new, efficient technology is delayed from lack Legislation. To avoid situation as described of knowledge and proper know-how. above, the best way is to mandate the energy Therefore, organisations like IESNA, CIE, efficiency by various governmental levels: universities, lighting manufacturers and municipal, state/ province and national. The individual practitioners do not waste any efforts result is that when efficient products are in providing appropriate lighting education to imposed, they get used more and hence the customers, contractors, engineers, architects, price is going down leading to market governments and all the civic and non- transformation and allowing for sustainable and governmental organisations that have a say in important energy savings to happen. However, lighting connecting industries. imposing legislation is not easy too, requiring proper enforcing and buyout from lighting The design-building process. As mentioned, manufacturers and building developers. The lighting efficiency is not always easy to various energy efficiency legislation issues have accomplish nor it is understood. Many times been described in “Ingineria iluminatului no. 9”. lighting designer are told by architects to The most aggressive energy codes are enforced reduce at minimum the use of fluorescent by the State of California and of New York, lighting in favour of incandescent lighting, and that mainly due to their acute energy use concerns. in public spaces like hospitals, banks or schools. These are only the most determinant factors And talking back to architects is not easy too. in achieving energy efficiency performance, Also, even when the engineers and the others like market opportunity, product architects communicate well and the design is affordability and personal business considerations quite efficient, the contractor can have its own complete the delicate puzzle of this matter. way. Due to the construction biding process, Understanding these factors is the key to most of the time it is the lowest bid that is find the efficient path of action. Now, in the XXI awarded. However, since the contractor has to century, and in the mist of political and economical make a profit, he will try to replace the more global transformations, America is determined costly (and also more efficient) luminaires with more than ever to become highly efficient in using cheaper ones (less efficient). Many times is a energy. Some methods are old, tested and re-vamped,

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 71 Informa ţii some are new. What matters is that public support Trade alliance. Rebates are addressed at both towards energy efficiency is at its highest and lighting retrofit and new design constructions. that will considerably ease the task. Providing rebates to support energy saving does not automatically find good-candidate Utility rebates. Starting with the mid 80’ projects nor bring them to completion. An utilities throughout North America offered energy efficiency educated and experienced rebates to support a program called Demand team of engineers and contractors is needed in Side Management (DSM), designed to shave order to achieve the energy saving targets peak demand for electric power and “buy back” forecasted by the utilities. For example, BC some spare capacity. This allowed the utilities Hydro has set a design and implementation to supply their customers’ increased demanding colectivity called “Trade Alliance” (TA), who’s for electricity without expanding costly receiving continuos education, feed back generating plants and/or raising rates. information and support. Moreover, the utility Products like T8 fluorescent and electronic sales team is finding projects for the TA. ballasts, CFL (compact fluorescent lighting) Customers get a reference list and they can pick and occupancy sensors have become stables in the the team of their choice based on geographical lighting industry mainly due to DSM programs. location, skills, references and price. The Towards the mid 90’s, most DSM programs implementation contract is only between the ended with the onset of utility deregulation and Customer and the TA team. Thus, the job the forced sale of the utility owned and creation in the community is encouraged and operated generating plants to independent local business is helped to get stronger and generators. However, the deregulation more efficient in a global market. “experiment” proved to be unsuccessful, cots risen dramatically rather than been lowered as Design assistance . These programs are geared anticipated. Today, with lessons learned, towards new design or larger renovations rather governments are not rushing anymore to de- than simple retrofit projects. Basically, federal regularise the energy market. governments or utilities set an incentive level DSM programs are now returning. Utilities for the design’s energy efficiency. like BC Hydro in Canada have created For example the Commercial Building packages of rebate programs meant to address Incentive Program (CBIP) is a Natural all the market sectors from large industrial and Resources Canada program that encourages the commercial consumers to institutional, small design and construction of energy-efficient consumers and residential market buildings (http://oee.nrcan.gc.ca) To qualify, (http://www.bchydro.com). By offering either buildings must be designed to use 25% less project orientated rebates for significant energy than a similar building designed to the savings over 100,000 kWh, product incentives ASHRAE-IES 99.1 code. The incentive is for small retrofitting jobs or “energy dollars” available for new buildings and additions and for customer initiated energy conservation extensive renovations of existing building. activities, BC Hydro is planing to save over CBIP provides a financial incentive of two 3,500 GWh in the next 10 years. times the predicted annual energy savings to a By signing long time partnership with maximum of $60,000. Buildings over 60,000 ft 2 utilities, customers are thus encouraged to plan would likely receive the maximum incentive. their renovations and energy efficiency The file is reviewed for accuracy and 80% of upgrades, knowing ahead of time what found the incentive is paid to the building owner, they would be granted. New to these DSM usually within three months of receipt of the programs is the energy manager initiative. application. The final 20% is paid when the Utilities offer customers financial help to find energy efficiency measures are installed and and hire specialised professionals in energy construction is complete. Of course, the much management to aggressively determine and larger financial benefit is reduced energy costs pursue energy efficiency measures. for the life of the building. A 100,000 ft 2

72 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 Informa ţii building could save as much as $1 million and/or turn-off selected lighting circuits that dollars over ten years. will not perturb occupants activity. The lighting What’s new is that design meetings are not status will return to normal after the peak time longer limited to the technical team (architects passes. and engineers), but open to the other key players. Hence, customer representatives (from both Green buildings. Often, customers like development and maintenance departments), developers are not interested in operations the cost consultant, the awarded general savings (passing these costs to tenants), but contractor (usually, for larger projects, the careful with their construction budget. And, general contractors is chosen before the detail since energy efficient technologies are usually technical design starts), government officials (if more expensive, the challenge is to find what the project is public funded, i.e. hospitals or would really motivates these customers. schools) utility (and often third party) Developers are also sensitive to buildings’ specialists join the design meeting in brain rental vacancy and real estate value. Having a storming and technical workshops. My “green environment” is a high motivation for preference is the workshop, where a third-party tenants and also (lately) enhances the moderator prepares various computer energy building’s appraised value. Fortunately, the simulations based on architects and engineers green movement has caught up with the North input for the specific project. At the extended Americans and in the recent years various audience meeting these simulations are green building initiatives have been taken by exposed and discussed with all the involved governments. parties, and the only the most efficient and A recent program “Leadership in Energy affordable solutions are agreed upon. Once the and Environmental Design” (LEED) is gaining overall design concept is configured the momentum with developers and architects. lighting engineers start the detail design, freed LEED is a rating system developed by the U.S. from the usual fear that architects and/or Green Building Council (USGBC) customers have “second-thoughts” and modify (www.usgbc.org) to assess the environmental design close to completion. sustainability of building designs. LEED is a point-based rating system; points are earned for Tariffs. Rising the electricity prices will building attributes considered environmentally usually lead to more eagerness from consumers beneficial. LEED differs from other rating to reduce load and consumption in order to systems in that it has quantified most of the save money. There are more alternatives to this "green credits " For example, 5% of the simplistic and unpopular approach. With the building materials must be from salvaged advent of digital technology, modern utility materials to earn a point for the salvaged meters can bill electricity by the second and materials credit. also (when bi-level connections are in place) LEED Version 2.1 consists of 69 command the customer’s electrical distribution points/credits covering six topic areas: Site equipment to reduce load when peaks occur. Development, Water Efficiency, Energy An innovative measure is the “Time-of-Use” Efficiency, Material Selection and Indoor tariff. Equipped with digital meters that ensure Environmental Quality (includes lighting bi-level communication with the utility, efficiency). Designers can pick and choose the consumers can chose to have parts of their load credits that are most appropriate to their project “shaved” at peak times in order to avoid steep to achieve a LEED rating. LEED has four penalty costs. For example, an office building performance levels: with a digital building management system • 26 to 32 points: Certified (BMS) could be controlled (via a modem) by • 33 to 38 points: Silver the utility. At a set time before the usual peak • 39 to 51 points: Gold • hour time happens (i.e. 1/2 hour), the utility 52 to 69 points: Platinum starts to dim down lights (to about 60-70%)

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 73 Informa ţii

For lighting, the most credits can be corporations commit to build and also operate achieved using smart controls. Using personal, public buildings like hospitals, libraries and addressable lighting control systems (like cultural centres. This way the governments DALI - see “Ingineria Iluminatului” no. 6), avoid the (high) capital costs, but have to designers could achieve up to 16 credits (on schedule annual lease budgets. Depending on controls alone) for an office building. the particular conjuncture, this may be more LEED is the most recognised green advantageous for public money. What makes building rating system in North America. Many this program interesting is that the private party developers, particularly those working on will not build until they get enough assurance federal government and leading edge private that the building will maximise the return of sector buildings, are requiring that building investment (ROI – the percentage report designs meet LEED Silver performance. Given between operation savings and capital costs). that conventional new buildings would likely Hence, decision-makers encourage the design score only a few LEED points, achievement of team to specify and install high efficient any LEED level represents a significant luminaires and sophisticated controls, in order reduction in building environmental impact and to minimise future operation costs and improvement in indoor environment. A maximise thus the ROI. Canadian version of LEED is under development. It is identical to the US version The various programs and initiatives presented with the exception that energy efficiency is show a significant change in the American relative to the Canadian Model Energy Code mind setting about the use of energy. Facing for Buildings (to be consistent with CBIP). globalisation and increased international The LEED system can be used in more criticism, America could paraphrase the French ways to improve the "green-ness" of a building philosopher Andre Malreaux: “the XXI-th design: century will be energy efficient or will not be at • LEED can serve as a design guide for the design all.” team. • LEED reports are a valuable means of showing the Cristian ŞUV ĂGĂU client and other interested parties that the design has PhD, P.Eng, Lighting Engineer effectively addressed environmental issues. LC, MIES, MCIE • A building design can be certified by the U.S. Green Building Council. Certification provides increased BC Hydro, Power Smart market exposure and places the building in elite Suite 900, 4555 Kingsway company among the greenest buildings in North Burnaby, BC, V5H 4T8, Canada America. Tel.:+ 604 - 453-6478 The larger benefit of LEED buildings is in Fax. + 604 - 453-6286 improved indoor environment (lower e-Mail: [email protected] Lighting engineer at BC Hydro, in absenteeism, greater productivity, better Vancouver, Canada. Member of thermal comfort), lower maintenance costs CIE and IESNA Board of (commissioned building, more durable Directors for BC. Numerous materials, smaller or eliminated building lighting research, technical systems), higher corporate profile (increased articles and project designs for institutional, commercial and product sales, marketing advantage, improved industrial indoor and outdoor employee morale) and reduced risk of remedial facilities in North America. measures (to deal with sick building syndrome Received his doctorate from the or environmental contaminants). Technical University of Construction Bucharest in 1995. Assistant Professor at the Lighting and Electrical Private Public Purchase . Recently imported Installations Chair, Faculty of Installations, UTCB until 1995. from UK, this new financial concept (dubbed “PPP” or “P3” in US) has found some ground Received 28 May 2003 in North America. Basically, private

74 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 Informa ţii

ILUMINATUL ÎN LUMEA NOU Ă cele mai multe ori este considerat ă oferta Noi direc ţii în eficien ţa energetic ă în iluminat minim ă. Dac ă contractorul dore şte s ă ob ţin ă un profit, el va încerca s ă înlocuiasc ă aparatele d În ultimele dou ă numere ale revistei “Ingineria eiluminat mai costisitoare ( şi, fire şte, mai Iluminatului” am prezentat standardele de eficiente) cu altele mai ieftine ( şi mai pu ţin eficien ţă energetic ă şi noua tehnologie care va eficiente). De multe ori este dificil de negociat ajuta continentul Nord American s ă conserve asupra acestui subiect. Astfel, dac ă nu i se energia mai bine şi s ă protejeze mediul explic ă în mod corect şi pe în ţelesul s ău, ambiant. Prezentarea a fost necesar ă pentru a consumatorul risc ă s ă fie supus ulterior unor în ţelege mai u şor direc ţia în care este angajat costuri de operare ridicate dac ă va alege solu ţia acest continent pentru un iluminat eficient mai ieftin ă cu eficien ţă sc ăzut ă. energetic. Ob ţinerea unei eficien ţe energetice în Legisla ţia. Pentru a evita situa ţii ca cele iluminat nu este o sarcin ă u şoar ă, ea este o descrise mai sus, calea cea mai bun ă este ca ac ţiune complex ă ce asociaz ă mai mul ţi factori problema eficien ţei energetice s ă fie abordat ă la ca educa ţia, proiectarea, procesul de construc ţie diferite niveluri guvernamentale: municipal, şi legisla ţia. jude ţean sau na ţional. Rezultatul este acela c ă Educa ţia. Nu este o gre şeal ă s ă afirm ăm c ă dac ă sunt impuse produse eficiente, ele vor fi iluminatul este o ştiint ă veche şi nimic utilizate mai mult şi astfel, pre ţul lor va fi mai semnificativ nu a fost introdus în ultimii 30-40 sc ăzut şi va conduce la transformarea pie ţei şi ani. Aceasta afirma ţie este sus ţinut ă în mod va permite ob ţinerea unor economii de energie special de nou veni ţii din industrie şi de cei f ără importante. Totu şi, nu este u şor să fie impus ă o experien ţă sau cu experien ţă minim ă în iluminat. legisla ţie, fiind necesar un efort multiplu şi Rezultatul este acela c ă aplicarea unei tehnologii costisitor din partea produc ătorilor de noi şi eficiente este întârziat ă datorit ă lipsei echipamente de iluminat şi a promotorilor din cunoa şterii şi a unui transfer de tehnologie construc ţii. Subiecte referitoare la legisla ţia adecvat. privind eficien ţa iluminatului au fost prezentate Cu toate acestea, organiza ţii ca IESNA, în num ărul 9 al revistei “Ingineria iluminatului” CIE, universit ăţ i, produc ători de echipamente Cele mai ‘agresive’ coduri energetice au fost de iluminat şi practican ţi individuali nu realizate în California şi New-York, în special precupe ţesc nici un efort pentru a asigura o datorit ă problemelor energetice acute din aceste state. educa ţie luminotehnic ă corespunzătoare Ace ştia sunt doar cei mai importan ţi factori consumatorilor, contractorilor, inginerilor, în atingerea performan ţei privind eficien ţa arhitec ţilor, organiza ţiilor guvernamentale, energetic ă, al ţii decât oportunitatea pie ţei, neguvernamentale şi civice care au ceva de oferta de produse şi considera ţii personale de spus în industria aferent ă iluminatului. afacere care completeaz ă un delicat puzzle al Procesul de proiectare - execu ţie. Dup ă acestui subiect. cum s-a men ţionat, eficien ţa iluminatului nu În ţelegerea acestor factori reprezint ă cheia este întotdeauna u şor de realizat şi nici de ce deschide calea cea mai eficient ă de ac ţiune. în ţeles. De multe ori, proiectantului de iluminat Acum, în secolul XXI, în preajma unor i se solicit ă de c ătre arhitec ţi s ă reduc ă la transform ări politice şi economice globale, minimum utilizarea iluminatului fluorescent în America este determinat ă mai mult decât favoarea celui incandescent, şi aceasta în spa ţii alt ădat ă în utilizarea energiei cu o înalt ă publice, precum spitale, b ănci sau şcoli. Şi o eficien ţă . Unele metode sunt vechi, testate şi discu ţie în acest sens cu arhitec ţii nu este un remodelate, altele sunt noi. Ceea ce este lucru u şor. important este faptul c ă suportul din partea De asemenea, chiar şi atunci când popula ţiei pentru eficien ţa energetic ă este la un comunicarea între ingineri şi arhitec ţi este bun ă nivel înalt, ceea ce va face mai u şoar ă sarcina şi proiectul este aproape eficient, contractorul de a o realiza. poate s ă aib ă p ărerea sa proprie. Datorit ă Reduceri ale utilit ăţ ilor. Începând de la procesului de construc ţie bazat pe ofertare, de mijlocul anilor ‘80, serviciile de utilit ăţ i din

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 75 Informa ţii

întreaga Americ ă de Nord au oferit reduceri determine şi s ă adopte în mod agresiv m ăsuri pentru a sprijini un program denumit Demand de eficien ţă energetic ă. Side Management (DSM) – Managementul Alian ţă de afaceri. Reducerile sunt Consumului -, proiectat pentru a reduce vârful acordate atât reabilit ării iluminatului cât şi de sarcin ă al puterii electrice şi pentru a asigura noilor proiecte de construc ţii. Asigurarea o capacitate de rezerv ă. Aceasta a permis acestor reduceri pentru economisirea energiei serviciilor d eutilit ăţ i s ă asigure alimentarea nu vor determina în mod automat g ăsirea unor unei cereri sporite de energie electric ă f ără proiecte bune sau care s ă fie duse pân ă la majorarea costurilor în centralele electrice sfâr şit. În acest scop este necesar s ă existe un şi/sau cre şterea pre ţurilor. colectiv de ingineri şi contractori educa ţi în Produse precum lampa fluorescent ă T8 şi spiritul eficien ţei energetice şi cu o experien ţă balasturile electronice, lampa fluorescent ă în îndeplinirea unor sarcini trasate în aceast ă compact ă CFL şi senzorii de prezen ţă au direc ţie de c ătre serviciile de utilit ăţ i. De devenit componente stabile ale industriei exemplu, BC Hydro şi-a format un colectiv de echipamentelor de iluminat în special datorit ă proiectare şi implementare denumit “Trade programelor DSM. Alliance” (TA) - Alian ţa de Afaceri -, care Către mijlocul anilor ‘90, cele mai multe prime şte o educa ţie (formare) continu ă, programe DSM au luat sfâr şit odat ă cu informa ţie de tip ‘feed back’ şi sprijin. De cele descentralizarea serviciilor de utilit ăţ i şi cu mai multe ori, sectorul de vânz ări al serviciului vânzarea for ţat ă a centralelor electrice c ătre de utilit ăţ i este cel ce g ăse şte proiecte pentru produc ători independen ţi. Experimentul s-a colectivul TA. Clien ţii primesc o list ă de dovedit a fi un insucces, costurile crescând referin ţă şi ei pot s ă-şi aleag ă echipa pe dramatic în loc s ă scad ă, a şa cum se considera considerente de loca ţie geografic ă, cuno ştin ţe anticipat. Ast ăzi, cu lec ţia înv ăţ at ă, guvernele profesionale, recomand ări şi pre ţ. Contractul de nu mai alearg ă la întâmplare pentru implementare este stabilit direct între Client şi liberalizarea pie ţei de energiei. echipa TA. Astfel, este încurajat ă crearea unei Programele DSM revin în actualitate. afaceri în cadrul comunit ăţ ii şi mediul de Serviciul de utilit ăţ i BC Hydro din Canada a afaceri local este sprijinit s ă devin ă mai creat pachete de programe de reduceri care se puternic şi mai eficient pe ansamblul pie ţei. adreseaz ă tuturor sectoarelor de pia ţă , d ela Asisten ţă de proiectare . Aceste programe marea industrie şi consumatorii comerciali la sunt orientate c ătre proiecte noi sau renov ări de cei institu ţionali, micii consumatori şi mari dimensiuni şi mai pu ţin c ătre proiecte reziden ţiali (http://www.bchydro.com). Prin simple de reabilitare. Guvernele federale sau oferirea unui program de reduceri pentru serviciile de utilit ăţ i au stabilit un nivel economii seminificative de peste 100.000 kWh, minimal al eficien ţei energetice în proiecte. facilit ăţ i de produc ţie pentru mici activit ăţ i de De exemplu, Commercial Building reabilitare sau “energy dollars” pentru activit ăţ i Incentive Program (CBIP) este un program de conservare a energiei ini ţiate de consumatori, privind Resursele Naturale ale Canadei care BC Hydro î şi propune s ă economiseasc ă peste încurajeaz ă proiectarea şi realizarea unor cl ădiri 3.500 GWh în urm ătorii 10 ani. eficiente energetic (http://oee.nrcan.gc.ca). Pentru Prin semnarea unor acorduri pe termen lung a se califica, cl ădirile trebuie s ă fie proiectate cu serviciile de utilit ăţ i, consumatorii sunt astfel încât energia utilizat ă s ă fie mai pu ţin cu astfel încuraja ţi s ă-şi planifice m ăsuri de 25% decât energia stabilit ă pentru o cl ădire renovare şi modernizare eficiente energetic, similar ă prin codul ASHRAE-IES 99.1. Se cunoscând dinainte cu ce sume de bani vor fi ofer ă facilit ăţ i pentru cl ădiri noi, amplific ări sprijini ţi. Noutatea acestor programe DSM o sau renov ări intensive ale cl ădirilor existente. constituie ini ţiativa managerial ă energetic ă. CBIP asigur ă facilit ăţ i financiare egale cu Serviciile de utilit ăţ i ofer ă consumatorilor dublul economiilor de energie anuale sprijin financiar pentru a-şi g ăsi şi angaja prezumate, pân ă la maximul de 60.000 USD. 2 2 speciali şti în managementul energiei care s ă Cl ădirile cu peste 60.000 ft (circa 6000 m )

76 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 Informa ţii vor primi facilitatea maxim ă. Dosarul cu un sistem de tarifare diferen ţiat (dublu). O documenta ţia aferent ă este evaluat pentru măsur ă inovativ ă este tariful “timp de corectitudinea datelor înscrise şi proprietarul utilizare”. Echipat cu contoare digitale care prime şte un procent de 80% din sum ă, de asigur ă o comunicare pe dou ă niveluri cu obicei în cursul a trei luni de la depunerea serviciul de utilit ăţ i, consumatorul poate alege aplica ţiei. Restul de 20% este pl ătit dup ă ca o parte din receptoarele sale s ă fie introducerea m ăsurilor de eficientizare deconectate la vârful de sarcin ă pentru a evita energetic ă, la finalizarea cl ădirii. Desigur, cel plata unor penalit ăţ i. De exemplu, o cl ădire cu mai mare beneficiu financiar provine din birouri cu un sistem digital de gestiune a costurile energetice reduse pe întreaga durat ă energiei - BMS, Building Management System de via ţă a cl ădirii. O cl ădire cu suprafa ţa de – poate s ă fie controlat (via modem) de c ătre 2 100.000 ft ar putea s ă economiseasc ă pân ă la serviciul de utilit ăţ i. La un moment dat de timp, 1 milion USD în 10 ani. presetat, de exemplu cu o jum ătate de or ă Ce este nou este faptul c ă întâlnirile de înainte de apari ţia vârfului de sarcin ă, este dat ă proiectare nu mai sunt limitate doar la echipa comanda de diminuare a iluminatului (pân ă la tehnic ă (arhitec ţi şi ingineri), ci sunt deschise şi circa 60-70%) şi/sau deconecteaz ă anumite pentru al ţi juc ători esen ţiali. Reprezentan ţii circuite de lumin ă care nu vor perturba clientului (de la ambele departamente de activitatea utilizatorilor. Situa ţia este restabilit ă dezvoltare şi de între ţinere), copnsultantul dup ă trecerea vârfului de sarcin ă. economic, contractorul general (de obicei, Cl ădiri verzi. Adesea, clien ţii şi promotorii pentru proiectele mari, contractorii generali nu sunt interesa ţi în opera ţiuni de economisire sunt ale şi înainte de începerea proiect ării (trecând aceste costuri pe seama chiria şilor), detaliate tehnice), oficiali guvernamentali (daca dar sunt aten ţi la bugetul de construc ţie. Şi, proiectul este finan ţat din bani publici, de fiindc ă tehnologiile eficiente energetic sunt de exemplu spitale sau şcoli), speciali şti din obicei mai scumpe, alternativa este de a g ăsi utilit ăţ i se al ătur ă întâlnirilor de proiectare în acel ceva ce ar motive astfel de clien ţi. şedin ţe de brain storming şi ateliere de lucru. Promotorii sunt, de asemenea, sensibili la Preferin ţa mea este atelierul de lucru, unde o gradul de închiriere al cl ădirii şi valoarea treime dintre moderatori preg ătesc diferite imobiliar ă. A avea o “vecin ătate verde” este o simul ări energetice pe calculator bazate pe motiva ţie puternic ă pentru locatari şi o datele de intrare arhitecturale şi inginere şti ale modalitate de a cre şte valoarea cl ădirii. proiectului analizat. La întâlnirile cu audien ţă Mi şcarea verde a prins în America de Nord şi larg ă, aceste simul ări sunt prezentate şi în anii din urm ă numeroase ini ţiative pentru discutate cu toate p ărţile implicate şi se adopt ă cl ădiri verzi au fost luate de guvernan ţi. Un doar solu ţiile cele mai eficiente şi fezabile. program recent “Leadership in Energy and Dup ă ce conceptul de proiectare este configurat Environmental Design” (LEED) este desf ăş urat în ansamblul s ău, inginerii de iluminat încep de promotori şi arhitec ţi. LEED este un sistem proiectarea detaliat ă, elibera ţi de teama c ă de evaluare dezvoltat de U.S. Green Building arhitec ţii şi/sau clien ţii ar putea avea o “a doua Council (USGBC) (www.usgbc.org) pentru a gândire” care s ă modifice proiectul aflat asigura un cadru ambiental al proiect ării aproape de finalizare. cl ădirilor. LEED este un sistem de evaluare în Tarife. Cre şterea pre ţului electricit ăţ ii va puncte; punctele sunt câ ştigate pentru atribute conduce la o grije sporit ă a consumatorilor de a ale cl ădirii considerate benefice pentru mediul reduce sarcina şi consumul pentru a economisi înconjur ător. LEED se deosebe şte de alte banii. Sunt multe alternative la aceast ă sisteme de evaluare prin aceea c ă el cuantific ă abordare simplist ă şi nepopular ă. Datorit ă multe din “creditele verzi”. De exemplu, 5% tehnologiei digitale, contoarele moderne pot s ă din materialele utilizate trebuie s ă fie întrerup ă alimentarea echipamentelor electrice recuperate, pentru a ob ţine un punct la pozi ţia la atingerea vârfului de sarcin ă sau s ă comande credite pentru materiale recuperate. trecerea pe tariful secund, acolo unde se aplic ă

INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003 77 Informa ţii

Versiunea LEED 2.1 const ă din 69 Beneficiul mai larg al cl ădirilor LEED const ă puncte/credite ce acoper ă 6 domenii: Dezvoltarea în îmbun ătăţ irea ambientului interior (reducere zonei, Eficien ţa apei, Eficien ţa energiei, Selec ţia a absenteismului, m ărirea productivit ăţ ii, materialelor şi calitatea mediul interior (care confort termic mai bun), costuri mai sc ăzute de include eficien ţa iluminatului). Proiectan ţii pot s ă între ţinere (cl ădire comisionat ă, materiale mai stabileasc ă şi s ă aleag ă creditele cele mai durabile, sisteme ale cl ădirii mai mici sau apropiate cu proiectul lor pentru a ob ţine rata de eliminate), profil al corpora ţiei îmbun ătăţ it evaluare LEED. LEED are patru niveluri de (cre şterea vânz ării de produse, avantaje de performan ţă : 26 - 32: Certificat; 33 - 38: Argint; marketing, îmbun ătăţ irea moralului lucr ătorilor) 39 - 51: Aur; 52 - 69: Platin ă. şi risc redus al m ăsurilor de remediere (la Pentru iluminat, cele mai multe credite pot opera ţii de înl ăturare a sindromului de fi ob ţinute prin utilizarea controlului inteligent. îmboln ăvire sau a altor contaminan ţi). Folosind sisteme de control al iluminatului Tranzac ţie Privat ă Public ă. Importat personale, adresabile (cum este sistemul DALI recent din Marea Britanie, acest concept – “Ingineria Iluminatului” nr. 6), proiectan ţii financiar nou (notat “PPP” or “P3” în SUA) a pot s ă ob ţin ă pân ă la 16 credite (doar din găsit teren şi în America de Nord. În fapt, control) pentru o cl ădire de birouri. corpora ţii private se angajeaz ă s ă construiasc ă LEED este cel mai recunoscut sistem de şi s ă gestioneze cl ădiri publice cum sunt evaluare a cl ădirilor verzi din America de spitalele, bibliotecile şi alte centre de cultur ă. Nord. Mul ţi promotori, în particular cei care În acest mod, guvernan ţii nu î şi asum ă mari lucreaz ă în guvernul federal în domeniul costuri de capital, dar trebuie s ă programeze cl ădirilor din sectorul privat, solicit ă ca bugetul de închiriere anual. În func ţie de proiectul cl ădirii s ă întruneasc ă performan ţa conjunctura specific ă, aceast ă modalitate poate LEED Argint. Având în vedere c ă noile cl ădiri fi mai avantajoas ă pentru banii publici. Ceea ce conven ţionale pot ob ţine doar câteva puncte, face acest program interesant este faptul c ă ob ţinerea oric ărui nivel LEED reprezint ă o partea privat ă nu va construi pân ă ce nu va reducere semnificativ ă a impactului cl ădirii primi asigur ări suficiente privind maximizarea asupra mediului şi o îmbun ătăţ ire a mediului duratei de revenire a investi ţiei (ROI – Return interior O versiune canadian ă este în curs de of Investment – raportul între economiile dezvoltare. Ea este identic ă cu versiunea ob ţinute şi costurile de capital). De aceea, american ă cu excep ţia faptului c ă eficien ţa factorii de decizie încurajeaz ă echipa de energetic ă este raportat ă la Modelul Canadian proiectare în alegerea şi instalarea unor aparate al Codului Energiei pentru Cl ădiri. de iluminat de mare eficacitate şi sisteme de Sistemul LEED poate fi utilizat în multe control sofisticate, în scopul minimiz ării moduri pentru a îmbun ătăţ i “înverzirea” viitoarelor costuri de între ţinere şi maximiz ării proiect ării cl ădirii: pe aceast ă cale a ROI. • LEED poate servi ca un ghid de proiectare Programele i ini iativele diverse prezentate • Raportul LEED arat ă clientului şi altor p ărţi ş ţ interesate c ă proiectarea a fost f ăcut ă cu luarea arat ă o schimbare semnificativ ă în concep ţia în considerare a aspectelor ambientale americanilor privind utilizarea energiei. Având • Un proiect de cl ădire poate fi certificate de de f ăcut fa ţă globaliz ării şi unei pozi ţii critice Consiliul Cl ădire Verde al USA. Certificarea interna ţionale în cre ştere, America l-ar putea confer ă o expunere crescut ă pe pia ţă şi plaseaz ă parafraza pe filosoful francez Andre Malreaux: cl ădirea într-o companie de elit ă a celor mai “Secolul al XXI-lea va fi eficient energetic sau verzi cl ădiri din America de Nord. nu va fi deloc”

78 INGINERIA ILUMINATULUI 11-2003