Osvětlování a regulace osvětlení

Z historie osvětlování je zřejmé, že již dávno existovala snaha o regulaci množství světla, odpovídající různým lidským činnostem. Klasickým případem regulovaného osvětlení bylo použití petrolejové lampy a její řízení pomocí délky knotu. V současné době při použití elektrických svítidel se nabízí mnohem více možností efektivní regulace osvětlení.

Pomineme-li dnes již zastaralé způsoby regulace elektrického osvětlení pomocí odporových reostatů nebo regulačních transformátorů, přinesl širší uplatnění regulace až rozvoj polovodičové techniky. Nové polovodičové výkonové prvky jsou velmi malých rozměrů a umožňují konstruovat malé, cenově dostupné regulátory (stmívače). Při rostoucích cenách energií si jejich použití stále více vynucují i ekonomické důvody. Použitím regulace osvětlení je možné dosáhnout snížení nákladů na provoz osvětlovací soustavy.

Systém řízení osvětlení začíná regulací jednoho svítidla a končí regulací celého stavebního celku.

Hlavní důvody regulace osvětlení v bytech
- dosažení požadovaného osvětlení s ohledem na vykonávanou činnost
- přizpůsobení osvětlení požadavkům uživatele
- dosažení požadovaného osvětlení v závislosti na úrovni denního světla
- snížení provozních nákladů na osvětlení
Výsledkem regulace osvětlení v bytech je potom zlepšení kvality osvětlení, zpříjemnění pobytu a práce v bytě a hospodárné využití elektrické energie.

Regulace osvětlení v bytech
Dobrého a regulovaného osvětlení bytu či domu můžeme dosáhnout celou řadou vhodných opatření.
Na prvním místě je správné využívání denního osvětlení, osvětlení z přirozeného světelného zdroje. Důležitý je taky kvalitní a dobře realizovaný návrh osvětlovací soustavy, využívající moderní svítidla, provozovaná s vysoce efektivními světelnými zdroji.
Vykonávat všechny druhy činností v osvětlovaném prostoru je bez regulace téměř nemožné. Nejužívanější způsob regulace v našich podmínkách je vypínání části osvětlovací soustavy, nebo určitého počtu zdrojů (žárovek, zářivek) ve svítidlech. To předpokládá vyšší pořizovací cenu svítidel (svítidla dvou a vícezdrojová). Hlavní nevýhodou je, že zde dochází k nerovnoměrnosti osvětlení a tím ke zhoršení podmínek pro zrakovou činnost, což je nežádoucí.

Možnost regulace světelných zdrojů
Žárovky a halogenové zářivky
Tato skupina světelných zdrojů se reguluje (stmívá) nejsnadněji-mění se teplota žhavené wolframové spirály.
Elektronické regulátory žárovek jsou nejjednodušší-tvoří je fázově řízený triak (polovodičový výkonný prvek). Změna světelného toku je provedena změnou nastavení otočného potenciometru (změna řídícího napětí). Zapnutí a vypnutí lze realizovat i z dalšího místa, ale regulace je možná jen z místa, kde je potenciometr. První elektronické stmívače byly určeny jen pro regulaci žárovek a halogenových žárovek na síťové napětí.

S rozšířením halogenových žárovek na malé napětí vznikají problémy při jejich spínání. Je nutné počítat s vyšší hodnotou výkonu vlastního regulátoru oproti hodnotě výkonu všech žárovek (+20% při použití transformátorů a +5% při použití elektronického transformátoru). Výrobce dále udává u stmívačů minimální hodnoty zátěže. Například při použití stmívače s minimální hodnotou zátěže  50W se žárovkou 40W nemusí stmívač fungovat správně nebo vůbec.

Novější stmívače jsou senzorové (dotykové), spínají se krátkým dotykem na kovovou plošku. Delší dobou přidržení se mění úroveň osvětlení. Senzorové spínače si v paměti uchovávají nastavenou úroveň před vypnutím a po opětovném zapnutí se nastavuje původně nastavená úroveň. Stmívače se zabudovaným přijímačem  mohou pracovat i s dálkovým ovládáním. Výhodou je plynulá regulace.
Lineární zářivky
Při zapojení s tlumivkami je nejjednodušší regulace pomocí zapínání a vypínání potřebného počtu zářivek. Plynulá regulace u těchto světelných zdrojů je bezproblémová, je však nutné použít nejmodernější systémy řízení, které jsou rozměrnější a bývají vždy umístěny v rozvaděči. Ovládání je prováděno pomocí potenciometru, umístěného ve vypínači.

Při regulaci lineárních zářivek s tlumivkami je nutné uvést světelný zdroj na 100% výkon a potom regulovat, nebo použít speciální žhavící transformátor.
Kompaktní zářivky
Do první skupiny patří ty, které mají integrovaný elektronický předřadník. Ač jsou někdy označovány jako stmívatelné předřadníky, je ověřeno, že při použití regulátorů pracujících na principu změny napájecího napětí (amplitudových) lze měnit velikost světelného toku pouze v rozmezí od 100% do 30%.
Tento systém regulace nelze považovat za zcela ekonomicky výhodný z tohoto důvodu, že může být ovlivněna bezporuchová činnost elektronických prvků předřadníku a následná škoda je vyšší než dosažení úspory. 

Všechny ostatní případy patří do druhé skupiny včetně použití lineárních zářivek napojených na externí elektronické předřadníky, které jsou převážně označovány PC-A (Power Control-Automatic) a regulují se buď stejnosměrným napětím 1-10V (zde je ovšem nutné použití dalšího zdroje) anebo pomocí střídavého napětí 0-230V.
Oba tyto případy regulace světelného toku však potřebují doplnění rozvodů o další-signální vodiče.

Nejnovější generací elektronických předřadníků jsou digitálně regulované předřadníky. Většinou bývají doplněny o řízení úrovně osvětlení i podle intenzity denního světla.

Výhody těchto systému lze shrnout takto:
-konstantní výkon světelného zdroje po celou dobu jeho životnosti
-spojité stmívání 100-1% (resp. 30%)
-logaritmická křivka stmívání (zrak se lépe přizpůsobuje)
-stálost světelného toku i při změnách napětí 198V-264V
-teplý start zářivky při častém spínání
-spolehlivý start v rozmezí teplot -25 až +60st.C
-provoz zářivky i při 1% světelného toku
-plné elektrické řízení zářivky
-možnost zpětného hlášení poruch

Ovládání regulačních systémů
Regulace světelného toku (stmívání) je možné několika způsoby:
-standardními tlačítky (-více světla,-méně světla)
-hlásiči pohybu (reagují na vstup do osvětlovaného prostoru)
-senzory okolního světla (programově reagují na vnější osvětlení)
-dálkovým ovládáním

ZNAK STMÍVAČE SVĚTLA

Všechny lampy, které nesou zobrazený znak, mají stmívače světla. Pomocí stmívače můžete přizpůsobit intenzitu světla vašim potřebám, např. intenzivní světlo při práci a úklidu a příjemně tlumené pro odpočinek u televize. Stmívač světla lze použít pro běžné i halogenové žárovky.

Energické úspory při různých způsobech řízení úrovně osvětlení jsou znázorněny v následujícím grafu.

Druh provozu:
.......  Standardní provoz
         Časové řízení
........ Ruční řízení úrovně osvětlení
........ Automatické řízení úrovně
........ Kombinace časového řízení a automatického řízení úrovně

Ochrana bytů
Jednou z dalších možností využití systémů řízení osvětlovacích soustav je možnost automatického spínání osvětlení v době naší nepřítomnosti. Osvětlené byty mnohdy odradí případné nezvané hosty.

Závěr
Konečným cílem našeho snažení je dosáhnout kvalitní osvětlení. I zde má platit osvědčené rčení, které říká:
Světlo má být k dispozici v dostatečném množství, na správném místě a ve správnou dobu.
Regulací světelných podmínek v bytě či domě se nejen zlepší podmínky k bydlení, ale docílíme tam i snížení spotřeby energie.

Doc.Ing. Jiří Plch, CSc.
Zdroj JME a.s.