Ing. Petr Žák, Ph.D., Ing. arch. Simona Švecová
Veřejné osvětlení s LED svítidly I. SOUČASNÝ STAV A VÝVOJ LED PRO VO II. III. PŘÍKLADY VEŘEJNÉHO OSVĚTLENÍ S LED SVÍTIDLY KONCEPČNÍ ŘEŠENÍ VEŘEJNÉHO OSVĚTLENÍ
I. Současný stav a vývoj LED 240 ηmax~280 lm/w 2000 200 1990 Měrný výkon η (lm/w) 150 100 50 Nízkotlaké sodíkové výbojky Vysokotlaké sodíkové výbojky Halogenidové výbojky Indukční výbojky LED Plasmové výbojky Rtutové výbojky 1930 0 1920 1940 1960 1980 2000 2020 Rok 2040
I. Současný stav a vývoj LED Obr. 1 Odhady vývoje měrného výkonu sériově vyráběných diod, 350 ma (zdroj: DOE, 2014)
I. Současný stav a vývoj LED Vhodnost LED pro veřejné osvětlení: Základní charakteristika: dlouhá doba provozu, cca 4000 hod/rok; změna charakteru využití v průběhu noci. Současný stav: HST x LED Měrný výkon η (lm/w): 114 160 Doba života t (hod) : 30 000 50 000 Regulace : ano* ano Důležité parametry: účinnost; doba života; možnost regulace. Budoucí vývoj LED: Měrný výkon η Doba života t ~ 240 lm/w > 200 000 hod
I. Současný stav a vývoj LED VÝVOJ LED SVÍTIDEL zpoždění vývoje LED svítidel za vývojem LED zdrojů; hlavní omezení LED svítidel: cena větší rozšíření cca. 2015 2017: měrný výkon (+30%); cena (-50%) VÝVOJ VYUŽITÍ LED PRO VEŘEJNÉ OSVĚTLENÍ 2008-60 lm/w, chladně bílá Tc > 6 000K (Oakland, San Francisco), η LED < η HST 2010-80 lm/w, (chladně bílá, neutrálně bílá Tc~4000K), η LED = η HST 2013-100 lm/w, (3000 K, 4000 K), CLO, autonomní regulace, η LED > η HST
LED svítidla v praxi Projekt v Los Angeles Základní údaje: Počet svítidel: Řízení: Realizace: Návratnost: Úspory energie: Úspory nákladů: 140 000 ks monitoring všech svítidel 5 let 7 let 68 GWh/rok 10 mil. US$/rok Původní osvětlení HST Nové osvětlení LED
Koncepce veřejného osvětlení II. PŘÍKLADY VEŘEJNÉHO OSVĚTLENÍ S LED SVÍTIDLY
Realizované projekty PÍSEK, ULICE ZBOROVSKÁ (2009)
Pilotní projekt Zborovská ulice, Písek (I. etapa) Základní údaje: Investor: Městské služby Písek s.r.o. Zahájení: červen 2009 Oblast: Zborovská ulice, Písek Délka úseku: 690 m Třída osvětlení: ME4b Výrobci: 1 Pilotní projekt Smíchov, Praha (I. etapa) Světelná místa: 24 Hlavní cíl: Ověření kvality a spolehlivosti svítidel. Kontrola poklesu světelného toku.
Pilotní projekt Zborovská ulice, Písek (I. etapa) Obr. 1 Geometrie měřicího pole, Zborovská ulice, Písek
Pilotní projekt Zborovská ulice, Písek (I. etapa) Obr. 2 Původní a nová soustava Obr. 3 Měření parametrů osvětlení (jasová analýza)
Pilotní projekt Zborovská ulice, Písek (I. etapa) Tab. 1. Parametry původního a nového svítidla Parametr Původní svítidlo *) Nové svítidlo *) Světelný zdroj HST 150W LED 84x1W Světelný tok zdroje (lm) 15 000 9 408 Příkon světelného zdroje 150 94 Měrný výkon zdroje (lm/w) 100 100 Účinnost svítidla (%) 75 68 Příkon svítidla (W) 189 111 Světelný tok svítidla 11 250 6 400 Měrný výkon svítidla (lm/w) 60 58 Účiník (-) 0,96 0,97 Teplota chromatičnosti (K) 2 000 6 000 Index podáníbarev (-) 25 70 Obr. 4 Typ a křivka svítivosti použitého svítidla
Pilotní projekt Zborovská ulice, Písek (I. etapa) Tab. 2 Souhrnné výsledky světelně technických výpočtů a měření Světelně technické parametry Osvětlovací soustava E 0 E m r L 0 L m U O U L TI SR (lx) (lx) (-) (cd/m 2 ) (cd/m 2 ) (-) (-) (%) (-) ČSN EN 13201 (ME4b) x 10 0,4 x 0,75 0,4 0,5 15 0,5 Ověřovací výpočet Svítidla LED 20,9 13,6 0,4 1,36 0,88 0,6 0,7 9 0,4 Měření Svítidla HST x 11,8 0,5 x x x x x x Svítidla LED, 900 h, 3 C 23,9 x 0,47 1,34 x 0,41 0,64 x x Svítidla LED, 4100 h, 26 C 20,4 x 0,51 x x x x x x Svítidla LED, 7100 h, 8 C 20,9 x 0,51 x x x x x x Svítidla LED, 9500 h, 8 C 21,1 x 0,51 x x x x x x
Pilotní projekt Zborovská ulice, Písek (I. etapa) 100.0% 98.0% 96.0% E (%) 94.0% 92.0% Eav,znečist Eav,myté 90.0% 88.0% 86.0% 0 2000 4000 6000 8000 10000 t (hod) Obr. 5 Změna osvětlenosti v závislosti na době provozu pro znečištěná a umytá svítidla
Příklady projektů PILOTNÍ PROJEKT LED SVÍTIDEL Praha, Smíchov, I. etapa (2009)
Pilotní projekt Smíchov, Praha (I. etapa) Základní údaje: Investor: MHMP Zahájení: listopad 2009 Oblast: Smíchov, Praha 5 Výrobci: 6 Světelná místa: 106 Komunikace pro motorovou Pilotní dopravu: projekt Smíchov, Praha 4+1 (I. etapa) Komunikace pro pěší dopravu: 3 Hlavní cíl: Ověření deklarovaných parametrů svítidel v laboratoři (ČVUT FEL) Sledování spolehlivosti a kvality svítidel (2009 2011)
Pilotní projekt Smíchov, Praha (I. etapa)
Pilotní projekt Smíchov, Praha (I. etapa) Chodník Ulice Nádražní Ulice Klicperova Park Portheimka Ulice Stroupežnického Ulice Radlická
Příklady projektů PILOTNÍ PROJEKT LED SVÍTIDEL V PRAZE Praha, Karlovo náměstí a okolí, II. etapa (2012)
Pilotní projekt Karlovo náměstí a okolí, Praha (II. etapa) Základní údaje: Investor: MHMP Oblast: Karlovo náměstí a okolí, Praha 2 Zahájení: březen 2012 Výrobci: 11 Světelná místa: Pilotní projekt Smíchov, Praha 151 (I. etapa) Komunikace pro motorovou dopravu: 12 Komunikace pro pěší dopravu: 3 Příkon původní soustavy: 15,1 kw Příkon nové soustavy: 12,3 kw Úspora 2,8 kw (18,5%) Hlavní cíl: Ověření poklesu světelného toku (2012 2014)
Pilotní projekt Karlovo náměstí a okolí, Praha (II. etapa)
Pilotní projekt Karlovo náměstí a okolí, Praha (II. etapa)
Veřejné osvětlení s LED svítidly v České republice Pilotní projekt Karlovo náměstí a okolí, Praha (II. etapa)
Pilotní projekt Karlovo náměstí a okolí, Praha (II. etapa) 120.0 100.0 80.0 η (lm/w) 60.0 40.0 20.0 0.0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S14 S15 svítidla Obr. 6 Měrné výkony svítidel použité v pilotním projektu Karlovo náměstí a okolí
Pilotní projekt Karlovo náměstí a okolí, Praha (II. etapa) 110% E av (% ) 105% 100% 95% 90% 85% 80% 75% 70% 65% Ditrichova Gorazdova Jenštejnská Karlovo náměstí SZ, chodník Karlovo náměstí JZ, chodník Karlovo náměstí S, park Na Morání Na Zbořenci Náplavní Odborů Trojanova Václavská 60% 0 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 7 000 8 000 9 000 10 000 T (hod) Obr. 7 Pokles osvětlenosti v závislosti na době provozu (znečištění + degradace LED)
Příklady projektů LED SVÍTILDA PRO OBCE (2014)
LED svítidla pro obce Základní údaje: investor: Energie pod kontrolou o.p.s. počet obcí: 24 realizace: červen říjen 2014 komunikace pro motorovou dopravu / pěší: 63,5 / 97 km světelná místa původní / nová: 3 013 / 3 456 příkon soustav původní / nová: 337,1 / 176,9 kw úspora 160,2 kw (47,5%) Hlavní cíle: zajištění elektrické a mechanické bezpečnosti prvků VO; zvýšení bezpečnost dopravy; zlepšení zrakové pohody uživatelů (T cp = 3 000 K, R a > 80); zlepšení vzhledu osvětlovací soustavy; snížení rušivého vlivu na okolí; snížení nákladů na provoz VO.
LED svítidla pro obce Obec Počet obyvatel Pozemní komunikace Počet SM (ks) Příkon P (kw) silnice (km) místní (km) půdovní nový původní nový p (%) Loděnice 492 2.4 0.7 58 79 7.6 3.8 50% Malešovice 540 1.3 3.8 95 110 7.3 4.9 33% Mikulovice 630 1.5 4.2 95 133 8.36 5.9 29% Moravany 759 2.7 3.3 123 151 11.9 6.4 46% Morkůvky 448 1.5 1.8 93 97 11.1 4.6 59% Vedrovice 837 1.9 5.4 112 136 14.9 6.1 59% Nivnice 3 349 2.6 14.7 384 402 37.1 18.3 51% Uhřice 209 0.5 0.9 32 39 1.2 1.8-48% Vrbka 196 0.6 1.1 34 41 2.1 1.9 11% Lomnice 518 4.1 3.2 110 155 11.7 10.6 9% Malá Morávka 679 9.5 10.0 319 411 30.2 21.9 27% Milotice nad Bečvou 305 1.3 2.5 56 63 5.9 3.1 47% Rybník 821 2.8 5.3 118 125 14.9 5.9 60% Neděliště 362 1.3 1.6 65 65 8.7 4.9 44% Malečov 777 6.8 6.2 250 279 24.5 11.5 53% Čachovice 883 3.0 3.5 92 116 10.1 5.5 46% Klučov (Skramlíky) 934 1.6 0.7 43 43 6 1.9 68% Hořice na Šumavě 830 2.0 4.2 104 104 16.3 5.9 64% Vlasatice 818 2.6 5.0 128 145 14.63 7.9 46% Velemín 1580 6.5 9.1 359 369 41.3 19.3 53% Svijany 306 1.7 1.9 91 91 8.70 5.9 33% Brodek u Konice 895 3.4 5.0 168 205 25.5 9.0 65% Branná 295 2.1 2.9 84 97 17.1 10.0 41% CELKEM 17 463 63.5 97.0 3 013 3 456 337.1 176.9 48%
LED svítidla pro obce
Koncepce veřejného osvětlení III. KONCEPCE VEŘEJNÉHO OSVĚTLENÍ ČVUT FEL, Fsv Praha
Koncepce veřejného osvětlení stav veřejného osvětlení nové technické prostředky dotace do VO deficit objektivních informací úroveň projektování VO výběrová řízení (cena) + Rozhodování obcí - Dotace, Úspory,Finance Nekoordinovaná obnova a rozvoj VO,nevhodné světelné prostředí svým charakterem, barevnými vlastnostmi nebo geometrií a rozvrhem soustavy VO (i u nových soustav) Tento stav nelze řešit současným přístupem k projektování osvětlovacích soustav VO, který je založen pouze na světelně technických parametrech osvětlovaných komunikací a na energetických hlediscích, ale je třeba zvolit nový koncepční přístup k řešení VO ČVUT FEL, Fsv, Praha
Koncepce veřejného osvětlení DŮVODY PRO KONCEPČNÍ PŘÍSTUP K ŘEŠENÍ VO I. Prostředí a člověka přírodního prostředí myšlení, jazyk, chápání světa, náboženství, fyzické dispozice přírodní prostředí výstavba umělých sídel umělá sídla vliv na člověka (pocity, emoce, identifikace, zdraví) II. Hodnota soustavy VO Cena obnovy SM: Obec Mikulovice Rozpočet Cena VO 40 000 50 000 Kč/SM. 626 obyvatel, 95 SM, 6,6 ob./sm 7 600 000 Kč 4 500 000 Kč (60% rozpočtu) III. Životnost soustavy VO Životnost osvětlovací soustavy VO: Náklady na pravidelnou obnovu: Obec Mikulovice: 30 40 let. ~ 3% z hodnoty soustavy VO 120 000 Kč/rok. ČVUT FEL, Fsv, Praha
Koncepce veřejného osvětlení KONCEPCE VEŘEJNÉHO OSVĚTLENÍ CÍL Kvalitní veřejné osvětlení ve všech jeho projevech, zahrnují vliv veřejného osvětlení na okolí i okolí na veřejné osvětlení (komplexní řešení). ČVUT FEL, Fsv, Praha
Koncepce veřejného osvětlení KONCEPCE VEŘEJNÉHO OSVĚTLENÍ Co je kvalita veřejného osvětlení a co a kdo ji ovlivňuje HLEDISKA OBLASTI SUBJEKTY Bezpečnost Estetika Ekologie Finance Energetika Obnova VO Rozvoj VO Správa VO Údržba VO Provoz VO Politici Úředníci Projektanti Realizátoři Správci ČVUT FEL, Fsv, Praha
Koncepce veřejného osvětlení KONCEPCE VEŘEJNÉHO OSVĚTLENÍ Soubor dokumentů a pravidel, která řeší noční podoba měst a obcí a způsob obnovy, rozšiřování, udržování, spravování a provozování veřejného osvětlení. 1. ZÁKLADNÍ PLÁN VO 2. PLÁN OBNOVY A MODERNIZACE VO 3. PASPORT VO 4. PLÁN ÚDRŽBY VO 5. STANDARDY (prvků, stavby, projektu) ČVUT FEL, Fsv, Praha
Koncepce veřejného osvětlení ČVUT FEL, Fsv, Praha
Veřejné osvětlení s LED svítidly v České republice Koncepce veřejného osvětlení Plošné osvětlení Hlucké tvrze ze všech čtyřech pohledových stran, osvětlení volit z dálkových pozic, nevhodné jsou zemní svítidla, osvětlení včetně střechy tvrze, důležité respektování přiléhající zeleně osvětlení bez vrhajících stínů na fasádu, jas stejný jako u kostela sv. Vavřince. Průměrný jas Lm = 2-3 cd/m2. ČVUT FEL, Fsv, Praha
Veřejné osvětlení s LED svítidly v České republice Praha, Manuál tvorby veřejných prostranství, D.4 Venkovní osvětlení ČVUT FEL, Fsv, Praha
Děkuji za pozornost České vysoké učení technické v Praze, Fakulta elektrotechnická Fakulta stavební