Водещи технологични тенденции в сградното осветление

Дигитализацията безспорно е водеща мегатенденция в сферата на сградните инсталации, а повсеместното й прилагане не подминава и осветителния бранш. Съвременните сгради еволюират в интелигентни и интерактивни екосистеми, в които осветлението прераства от физическа инсталация в комплексна свързана услуга. Наред с търсенето на оптимални решения по отношение на дизайна, ефективността и потребителското изживяване, производителите налагат нови бизнес модели, разработват все по-иновативни продукти и смело възприемат високотехнологични концепции за свързаност като Internet of Things.

Според актуално проучване на Grand View Research глобалният пазар на осветителни системи ще надхвърли 21 млрд. щатски долара до 2025 г. Като водещ сегмент ще продължи да се налага светодиодното осветление (включително LED и OLED продукти) с дял от близо 60% от общите приходи до края на прогнозния период. Сред основните причини за бързото изместване на традиционните осветителни технологии от светодиодните им алтернативи са високата енергийна ефективност, екологосъобразност и дълготрайност на LED осветителите, сочат данните на пазарните анализатори. Вижте и някои от останалите водещи тенденции в модерното сградно осветление, които експертите открояват:

Иновации в управлението и мрежовата свързаност

Модерната осветителна индустрия е в период на динамичен преход към нови стандарти в свързаното и интелигентно осветление в контекста на Internet of Things. Т. нар. "външни" (inter-luminaire) мрежи и протоколи, свързващи отделните осветители в една сградна система, постепенно отстъпват място на "вътрешни" (intra-luminaire) интерфейси, които осигуряват по-икономичен и логистично рентабилен подход към осветителните архитектури.

В множество съвременни приложения концепцията за свързано осветление се реализира именно посредством сложни външни мрежи, които свързват осветителни тела, самостоятелни сензори, контролни блокове и панели, централни системи за управление и т. н. Дизайнерите и производителите се стремят да изберат оптималната жична (Power-over-Ethernet – PoE, DALI, комуникация по захранващата линия) или безжична (Bluetooth Mesh, Zigbee и др.) комуникационна технология за всеки продукт или приложение. Целта е да се постигне максимална гъвкавост по отношение на вътрешната архитектура на осветителя, като същевременно се минимизират технологичните и логистични предизвикателства.

Основните стратегии на разработчиците в тази посока включват интегриране на сензори, функции за свързаност за управление на ниво осветител в модулен продукт, който се сдвоява със съответния драйвер. Възможностите варират от най-обикновени димиращи драйвери до интелигентни програмируеми модели с двупосочна комуникация. В този смисъл стандартизацията на вътрешни комуникационни мрежи или шини и протоколи би могла да улесни производителите на LED осветление в търсенето на все по-интелигентни решения.

Комуникация по захранващата мрежа

През последните години предаването на комуникационни сигнали по електрозахранващата мрежа (Powerline Communication, PLC) се превръща във все по-популярна тенденция в управлението на сградното осветление. Привържениците на технологията изтъкват множество нейни предимства в сравнение с безжичните стандарти, а все повече производители на осветителни решения я интегрират в продуктите си. Основен мотив за този все по-масов преход към PLC системите е стремежът към добавяне на допълнителна интелигентност в LED осветителите чрез осигуряването на комуникационни възможности за по-ефективно управление, диагностика и автоматизация на функциите.

PLC технологията се оказва отлично решение за контрол на светодиодното осветление при ниски инсталационни разходи и без нужда от допълнително окабеляване. Потребителите имат възможност да управляват цвета и яркостта, да задават функции за избледняване и специални сценарии чрез традиционен димер (ключ) за стенен монтаж, панел със сензорен екран, персонален компютър или мобилно приложение.

В една традиционна осветителна система всяко осветително тяло изисква отделен контролер. PLC мрежите използват шинна топология, при която един контролер може да управлява повече на брой устройства. Шинният протокол прави системата лесна за преконфигуриране и улеснява първоначалната инсталация. Пакетите данни, които се изпращат по захранващата линия, базово съдържат информация за цвета и яркостта на осветлението, но могат да включват и команди за включване на предварително зададени цветови схеми или плавно превключване между отделните цветове.

Популяризиране на Bluetooth технологията

Bluetooth стандартът навлиза все по-масово в сградното осветление благодарение на отличните си възможности да осигурява просто и ефективно безжично управление на големи инсталации. Сред предимствата му са мрежовата топология, отвореният протокол и устойчивата контролна инфраструктура, която лесно може да се надгради в платформа за сграден мениджмънт (BMS), базирана на IoT или други технологии.

Недостатък на безжичните стандарти за осветление и автоматизация като ZigBee, Zwave и дори Wi-Fi често е, че позволяват изграждането на системи с компоненти от един и същи доставчик поради затворения код на продуктите. Bluetooth Mesh, от друга страна, прави възможно конфигурирането на персонализирано решение с продукти на различни производители и гъвкавото му мащабиране според нуждите на приложението.

Сред предимствата на Bluetooth Mesh технологията в сградното осветление е, че поддържа двупосочни комуникации. Това означава, че една и съща мрежова топология може да бъде използвана за интелигентни осветителни функции и мониторинг на показателите на отделните осветители в системата. С интегрирането на сензори в осветителните тела същата инфраструктура позволява наблюдение на други сградни параметри като заетост на помещенията, влажност или температура, както и изпращане на събраните данни към контролен център. При Bluetooth стандарта сигурността на информацията е обезпечена посредством криптиране и удостоверяване.

За разлика от безжични осветителни платформи като Wi-Fi, протоколът Bluetooth Mesh е създаден за свързване на голям брой устройства с порядък, достигащ хиляди. Стандартът поддържа комуникация по модел, позволяващ всеки елемент от мрежата да бъде свързан с всеки друг.

Развитие при визуалния комфорт

Стремежът на производителите да доставят на потребителите максимално комфортно за човешкото око осветление без отблясъци и трептене през последните години отстъпи крачка назад пред впечатляващите възможности за енергийна ефективност на LED осветителите. Визуалният комфорт обаче обещава да се завърне сред приоритетите на разработчиците с повишаването на търсенето на решения с топли цветови температури и високи индекси на цветопредаване.

Общовалидна дефиниция за комфорт, разбира се, не съществува, особено по отношение на осветлението. Ето защо се въвеждат различни схеми и измервателни скали, които помагат на потребителите да оценяват средата, обектите или интерфейсите.

Една от най-популярните стратегии е елиминиране на дискомфорта, тъй като факторите, влияещи върху него, е по-лесно да бъдат описани, измерени и управлявани. Визуалният дискомфорт включва наличието на отблясъци, води до стрес и раздразнителност, затруднение при изпълнението на различни задачи във връзка със зрението. Той може да причини и редица физически симптоми, сред които умора, напрежение, главоболие, болка в очите и т. н.

С цел премахване на факторите, водещи до очен дискомфорт, се възприемат редица методологии за дефиниране и измерване качеството на осветлението, унифициращи потребителските предпочитания в единна система. Освен отблясъците, считани за най-неприятен негативен ефект на изкуственото осветление, се отчитат още показатели като разпределение на яркостта, корелирана цветова температура, контраст и др.

Международната комисия по осветление (CIE) разработва стандарти за качествена оценка на визуалния комфорт на средата. В тях най-общо фигурират следните параметри: отблясъци, отражения, нива на осветеност, съотношения и равномерност на осветяването, индекс на цветопредаване (CRI), корелирана цветна температура (CCT), трепкане и др. В някои скали се отчитат още естетическият изглед на пространството, яркостта и цветовете на повърхностите, разпределението на светлината, външният вид на светлината и осветителните тела и т. н.

Нови възможности при модулния дизайн

Модуларизацията е сред водещите тенденции в редица технологични сфери поради множеството предимства и възможности на модулните решения. Това с пълна сила важи и за сградното осветление, където развитието на директивите за екодизайн през последните години задава и допълнителни изисквания за разглобяеми осветителни тела, съставени от отделни функционални модули.

Модулните осветителни тела са проектирани с цел улесняване на поддръжката, редуциране на разходите за обслужване и опростяване на инсталацията чрез осигуряване на взаимозаменяемост на ключовите компоненти. Тези осветители имат няколко основни предимства в сравнение с монолитните решения – напълно обслужваеми са, лесно адаптируеми, позволяват ретрофит и надграждане на ниво модул и осигуряват невиждана досега гъвкавост за техниците по изграждане на осветителни уредби.

На първо място, модулният дизайн прави възможна независимата подмяна на даден компонент на осветителното тяло без нужда от извеждане от експлоатация на целия продукт. Самото обслужване може бързо и лесно да бъде извършено на място, а разходите са много по-ниски. В сравнение с фабрично капсулованите модели, модулните варианти не налагат връщане на осветителя към производителя за инспекция и диагностика, което снижава и периодите на престой (недостъпност на осветителната услуга). Това е особено полезно за обектите в отдалечени локации и позволява поддържане само на няколко критични модулни компонента на склад.
Гъвкавостта на модулните осветители значително разширява приложната им област. Обикновено те разполагат с интегрирано захранване, което може да бъде премахнато и монтирано в отдалечена точка, например на нивото на пода в труднодостъпни зони. Към осветителя могат да бъдат добавяни и различни аксесоари, осигуряващи му съответната допълнителна функционалност – отново без нужда от връщане към производителя.

Не на последно място, модулните осветителни тела могат да се приспособяват към непрекъснато изменящите се изисквания по отношение параметрите на средата. Изборът на конвенционално решение носи редица ограничения в такива приложения, тъй като работните му показатели няма как да бъдат манипулирани след първоначалната инсталация, за да задоволят колебливите потребителски предпочитания.

Модулните осветители правят възможна и тотална смяна на функционалното предназначение. Едно стандартно осветително тяло за общо осветление може безпроблемно да бъде "ъпгрейднато" в аварийна лампа чрез добавяне на резервен батериен модул. Тези възможности гарантират, че LED осветлението ще остане в експлоатация до края на сервизния му живот, дори при коренна промяна на концепцията за оползотворяване и осветяване на съответното сградно пространство.